Biotech je vyvíjející se odvětví vědy, které kombinuje znalosti z tradičních biologických a chemických postupů s technologickými nástroji k výrobě lepších organismů a produktů pro každodenní použití.
Probíhající výzkum nám umožnil využívat biotechnologie k různým účelům. Biotechnologickí experti spoléhají na pokročilé techniky, jako je exprese a purifikace proteinů, aby vyvinuli lepší léky a produkty k řešení různých problémů.
Každý by měl být obeznámen s tím, jak biotechnologie utváří naši budoucnost. V tomto blogu vám ukážeme, jak biotechnologie dělá svět lepším místem – čtěte dál!
1. Vesmír a biotechnologie
Vědci z celého světa se v posledních desetiletích zaměřili na průzkum vesmíru. S každým vesmírným průzkumem a průzkumem zjišťujeme, že vesmír nám může poskytnout minerály a dokonce se stát „obyvatelným“, pokud jsou splněny určité podmínky.
Před dobytím vesmíru však musíme překonat ještě mnoho problémů.
Například zlepšení vzduchu a vody je nezbytné k tomu, aby cestování vesmírem bylo dostupné pro každého. Manipulace s biologickým odpadem je další výzvou, pokud jde o cestování vesmírem. Recyklace organických produktů je také důležitá pro zajištění řádného fungování kosmických lodí po nadcházející roky.
Biotechnologické postupy mohou vyřešit výše uvedené výzvy spojené s průzkumem vesmíru. Metanogenní bakterie nám mohou například umožnit rozložit biomateriály na metan, který můžeme použít jako palivo pro vesmírné lodě.
2. Potraviny a biotechnologie
Odborníci naznačují, že pokud nebudeme správně vyrábět potraviny, můžeme v budoucnu čelit potravinové krizi. Jednou z věcí, kterou můžeme přijmout ke zlepšení produkce potravin, je využití biotechnologie a jejích aplikací.
Biotech nám pomohl produkovat transgenní plodiny. Tyto geneticky modifikované plodiny jsou odolnější vůči počasí a škůdcům. Transgenní nebo geneticky modifikované plodiny nám mohou pomoci ušetřit náklady vynaložené na pesticidy a umožnit nám lepší produkci plodin.
3. Průmyslová biotechnologie
Na biotechnologii je úžasné, že její aplikace nejsou omezeny na potraviny nebo léky. Se správnými procesy můžeme biotechnologii využít i pro průmyslové výhody. Biotechnologie nám může pomoci například s výrobou biopaliv.
Geneticky modifikované bakterie dokážou přeměnit organickou hmotu na metan, který můžeme využít pro průmyslové účely. Biopaliva jsou vynikající alternativou k fosilním palivům a mohou pomoci průmyslu snížit náklady na výrobu.
Další biotechnologickou aplikací je produkce mikrobů, které dokážou přeměnit rostliny na biologicky rozložitelné plasty. Biotechnologie také sehrála svou roli ve zlepšení textilního průmyslu. Některé z jeho aplikací jsou:
Výroba oděvů bez vrásek
Zvýšená životnost látek
Vylepšená absorpce barviva
4. Environmentální biotechnologie
Industrializace v průběhu let poškodila naše životní prostředí. Nemůžeme zvrátit škody způsobené emisemi fosilních paliv a průmyslovým odpadem, pokud nevyvineme správné postupy k překonání ekologických problémů. Biotechnologie nám umožňují vyrábět produkty, které mohou pomoci našemu životnímu prostředí.
Předním příkladem využití biotechnologií k ochraně životního prostředí je vývoj bioremediace. Vědci využili katabolických vlastností mikroorganismů prostřednictvím bioremediace k čištění kontaminované půdy a vody.
Bioremediace půdy a vody prostřednictvím biotechnologií se provádí ve třech procesech:
Degradace
Detoxikace
Obnova
Biotech nám také umožnila čistit plyny v životním prostředí. Mikroby nám umožňují odstraňovat toxiny z emisních míst průmyslových závodů, které mohou poškodit životní prostředí. Biotechnologie lze také použít k udržení čistoty oceánu odstraněním nečistot z průmyslových odpadních vod vypouštěných do oceánu.
5. Forenzní a biotechnologie
Forenzní věda hraje zásadní roli při udržování práva a pořádku ve společnosti. Vzhledem k tomu, že zločinci přijali pokročilé metody k provádění nezákonných činností, orgány činné v trestním řízení nyní spoléhají na pokročilá řešení, jako jsou biotechnologické procesy, aby identifikovali zločince.
Soudní experti se v minulosti mohli spoléhat pouze na sérologii a studium tekutin. Biotechnologie však nyní poskytuje forenznímu řízení pokročilá řešení, která mohou pomoci rychle identifikovat zločince v soudních procesech.
Například DNA forenzní je rozvíjející se odvětví biotechnologie, které zahrnuje postupy jako:
Profilování DNA
DNA stopa
Otisky DNA
Díky analýze PCR mohou nyní forenzní pracovníci extrahovat informace z malých důkazních předmětů shromážděných na místě činu.
6. Syntetická biologie
Co když můžeme cíleně modifikovat organismy a používat je pro pokročilé aplikace? Biotechnologie proměnila tento sen ve skutečnost pomocí syntetické biologie. V syntetické biologii odborníci specificky předělávají organismy tak, aby si mohly osvojit nové schopnosti, které můžeme využít k různým účelům.
Díky flexibilní povaze biotechnologie těží syntetická biologie z multidisciplinárního výzkumu, který může urychlit produkci lepších organismů. Některé z technik používaných v syntetické biologii jsou:
Genetické inženýrství
Počítačové inženýrství
Biofyzika
Molekulární biologie
Evoluční biologie
Obvyklou aplikací syntetické biologie je její použití pro výrobu potravin. Například syntetické enzymy jsou zodpovědné za výrobu přibližně 90 % tvrdých sýrů v USA
Syntetická biologie byla až donedávna spící oblastí výzkumu. Výzkum v syntetické biologii se však zjednodušil díky dostupným nákladům na procesy genetického inženýrství.
7. Výzkum kmenových buněk
Kmenové buňky mohou hrát důležitou roli ve vývoji medicíny. Díky svým jedinečným vnitřním vlastnostem mohou kmenové buňky rychle růst v různých typech tělesných buněk. Nově vytvořené tělesné buňky produkované kmenovými buňkami lze použít k léčbě nemoci zavedením buněk do těla pacienta.
Biotech nám může pomoci produkovat požadované typy buněk z kmenových buněk. Pomocí technik výzkumu kmenových buněk mohou biotechnologickí odborníci vyvinout kmenové buňky v laboratorním prostředí nebo in vitro, aby urychlili produkci tělních buněk z kmenových buněk.
Probíhající výzkum kmenových buněk využívající biotechnologické postupy naznačuje, že bychom mohli být schopni řídit růst kmenových buněk pomocí deterministických mechanismů.
8. Nanotransfekce tkání
Nanotransfekce tkání je další slibnou aplikací biotechnologie. Při tomto přístupu se do kožních buněk vkládají specifické genetické kódy. Tyto kódy mohou diktovat růst kožních buněk a mohou nám pomoci efektivně produkovat různé typy tělesných buněk.
Dobrá věc na tkáňové nanotransfekci je, že může potenciálně snížit naši závislost na výzkumu kmenových buněk. Některé studie naznačují, že tkáňová nanotransfekce by nám také mohla umožnit produkovat požadované tělesné buňky vstřikováním genetických kódů do buněk jiných než kožních.
Tkáňová nanotransfekce je vyvíjející se genová terapie, která by nám mohla pomoci převratně změnit medicínu spolu s dalšími lékařskými biotechnologickými postupy.