Biotekniikka on kehittyvä tieteenala, joka yhdistää perinteisten biologisten ja kemiallisten menetelmien tietämyksen teknisiin työkaluihin tuottaakseen parempia organismeja ja tuotteita päivittäiseen käyttöön.
Jatkuva tutkimus on antanut meille mahdollisuuden käyttää biotekniikkaa eri tarkoituksiin. Biotekniikan asiantuntijat luottavat edistyneisiin tekniikoihin, kuten proteiinien ilmentämiseen ja puhdistuspalveluun, kehittääkseen parempia lääkkeitä ja tuotteita erilaisten ongelmien ratkaisemiseksi.
Kaikkien pitäisi tuntea, kuinka biotekniikka muokkaa tulevaisuuttamme. Tässä blogissa näytämme sinulle, kuinka biotekniikka tekee maailmasta paremman paikan – jatka lukemista!
1. Avaruus ja biotekniikka
Tutkijat ympäri maailmaa ovat keskittyneet avaruustutkimukseen viime vuosikymmeninä. Jokaisen avaruustutkimuksen ja -tutkimuksen yhteydessä huomaamme, että avaruus voi tarjota meille mineraaleja ja jopa tulla "asuttavaksi", jos tietyt ehdot täyttyvät.
Mutta on vielä voitettava monia haasteita ennen kuin voimme valloittaa avaruuden.
Esimerkiksi ilman ja veden parantaminen on välttämätöntä, jotta avaruusmatkailu olisi kaikkien saatavilla. Biojätteen käsittely on toinen haaste avaruusmatkailussa. Luomutuotteiden kierrätys on myös tärkeää sen varmistamiseksi, että avaruusalukset voivat toimia kunnolla tulevina vuosina.
Biotekniset menetelmät voivat ratkaista yllä mainitut avaruustutkimuksen haasteet. Esimerkiksi metanogeeniset bakteerit voivat antaa meille mahdollisuuden hajottaa biomateriaaleja metaanikaasuksi, jota voimme käyttää avaruusalusten polttoaineena.
2. Ruoka ja biotekniikka
Asiantuntijat ehdottavat, että saatamme kohdata elintarvikekriisin tulevaisuudessa, jos emme käsittele elintarviketuotantoa kunnolla. Yksi niistä asioista, joita voimme omaksua elintarviketuotannon parantamiseksi, on bioteknologian ja sen sovellusten käyttö.
Bioteknologia on auttanut meitä tuottamaan siirtogeenisiä satoja. Nämä geneettisesti muunnetut viljelykasvit kestävät paremmin säätä ja tuholaisia. Siirtogeeniset tai geneettisesti muunnetut viljelykasvit voivat auttaa meitä säästämään torjunta-ainekustannuksissamme ja parantamaan sadontuotantoa.
3. Teollinen biotekniikka
Biotekniikan hämmästyttävä asia on, että sen sovellukset eivät rajoitu ruokaan tai lääkkeisiin. Oikeilla prosesseilla voimme hyödyntää biotekniikkaa myös teollisiin etuihin. Biotekniikka voi esimerkiksi auttaa meitä biopolttoaineiden tuotannossa.
Geneettisesti muunnetut bakteerit voivat muuttaa orgaanisen aineen metaanikaasuksi, jota voimme käyttää teollisiin tarkoituksiin. Biopolttoaine on erinomainen vaihtoehto fossiilisille polttoaineille ja voi auttaa teollisuutta alentamaan tuotantokustannuksia.
Toinen biotekniikan sovellus on sellaisten mikrobien tuotanto, jotka voivat muuttaa kasveja biohajoavaksi muoviksi. Biotech on myös vaikuttanut tekstiiliteollisuuden parantamiseen. Jotkut sen sovelluksista ovat:
rypistymättömien vaatteiden valmistus
Pidennetty kankaiden pitkäikäisyys
Parempi väriaineen otto
4. Ympäristöbiotekniikka
Teollistuminen on vahingoittanut ympäristöämme vuosien ajan. Emme voi peruuttaa fossiilisten polttoaineiden päästöjen ja teollisuusjätteen aiheuttamia vahinkoja, ellemme kehitä asianmukaisia prosesseja ympäristöongelmien ratkaisemiseksi. Biotekniikan avulla voimme tuottaa tuotteita, jotka voivat auttaa ympäristöämme.
Johtava esimerkki biotekniikan käytöstä ympäristön säästämiseen on bioremediation kehittäminen. Tiedemiehet käyttivät mikro-organismien katabolisia ominaisuuksia bioremediaation avulla puhdistaakseen saastuneen maaperän ja veden.
Maaperän ja veden bioremediaatio biotekniikan avulla tapahtuu kolmessa prosessissa:
Hajoaminen
Vieroitus
Restaurointi
Biotech on myös mahdollistanut ympäristön kaasujen puhdistamisen. Mikrobien avulla voimme poistaa teollisuuslaitosten päästöalueilta myrkkyjä, jotka voivat vahingoittaa ympäristöä. Biotekniikkaa voidaan käyttää myös valtameren pitämiseen puhtaana poistamalla epäpuhtaudet valtamereen joutuneista teollisuuden jätevesistä.
5. Oikeuslääketiede ja biotekniikka
Oikeuslääketieteellä on tärkeä rooli lain ja järjestyksen ylläpitämisessä yhteiskunnassa. Kun rikolliset ovat ottaneet käyttöön kehittyneitä menetelmiä laittomien toimien toteuttamiseen, lainvalvontaviranomaiset luottavat nyt kehittyneisiin ratkaisuihin, kuten bioteknisiin prosesseihin, rikollisten tunnistamisessa.
Oikeuslääketieteen asiantuntijat saattoivat aiemmin luottaa vain serologiaan ja nesteiden tutkimukseen. Mutta biotekniikka tarjoaa nyt rikosteknisille edistyneitä ratkaisuja, jotka voivat auttaa tunnistamaan nopeasti oikeudenkäynneissä olevat rikolliset.
Esimerkiksi DNA:n rikostekninen tutkimus on biotekniikan kehittyvä ala, joka kattaa muun muassa seuraavat toimenpiteet:
DNA-profilointi
DNA-jalanjälki
DNA-sormenjäljet
PCR-analyysin avulla rikostekniset tutkijat voivat nyt poimia tietoja pienistä todisteista, jotka on kerätty rikospaikalla.
6. Synteettinen biologia
Entä jos voimme muokata organismeja tarkoituksella ja käyttää niitä kehittyneisiin sovelluksiin? Biotekniikka on muuttanut tämän unelman todeksi synteettisen biologian avulla. Synteettisessä biologiassa asiantuntijat suunnittelevat erityisesti organismeja uudelleen, jotta ne voivat omaksua uusia kykyjä, joita voimme käyttää eri tarkoituksiin.
Biotekniikan joustavan luonteen ansiosta synteettinen biologia hyötyy monitieteisestä tutkimuksesta, joka voi nopeuttaa parempien organismien tuotantoa. Jotkut synteettisessä biologiassa käytetyistä tekniikoista ovat:
Geenitekniikka
Tietokonetekniikka
Biofysiikka
Molekyylibiologia
Evoluutiobiologia
Yleinen synteettisen biologian sovellus on sen käyttö ruoan tuotannossa. Esimerkiksi synteettiset entsyymit tuottavat noin 90 % kovista juustoista Yhdysvalloissa
Synteettinen biologia on ollut uinuva tutkimusala viime aikoihin asti. Synteettisen biologian tutkimus on kuitenkin helpottunut geenitekniikan prosessien kohtuuhintaisten kustannusten ansiosta.
7. Kantasolututkimus
Kantasoluilla voi olla tärkeä osa lääketieteen kehittämisessä. Ainutlaatuisten luontaisten ominaisuuksiensa ansiosta kantasolut voivat kasvaa nopeasti erityyppisissä kehon soluissa. Kantasolujen tuottamia äskettäin tuotettuja kehon soluja voidaan käyttää sairauden parantamiseen viemällä solut potilaan kehoon.
Biotech voi auttaa meitä tuottamaan halutuntyyppisiä soluja kantasoluista. Kantasolututkimustekniikoiden avulla biotekniikan asiantuntijat voivat kehittää kantasoluja laboratorioympäristössä tai in vitro nopeuttaakseen kehon solujen tuotantoa kantasoluista.
Jatkuva bioteknisiä käytäntöjä käyttävä kantasolututkimus viittaa siihen, että saatamme pystyä hallitsemaan kantasolujen kasvua determinististen mekanismien avulla.
8. Kudosten nanotransfektio
Kudosnanotransfektio on toinen lupaava biotekniikan sovellus. Tässä lähestymistavassa erityiset geneettiset koodit syötetään ihosoluihin. Nämä koodit voivat sanella ihosolujen kasvua ja auttaa meitä tuottamaan erilaisia kehon soluja tehokkaasti.
Tissue Nanotransfektion hyvä puoli on, että se voi mahdollisesti vähentää riippuvuuttamme kantasolututkimuksesta. Jotkut tutkimukset viittaavat siihen, että kudosten nanotransfektio saattaa myös antaa meille mahdollisuuden tuottaa haluttuja kehon soluja ruiskuttamalla geneettisiä koodeja muihin soluihin kuin ihosoluihin.
Kudosnanotransfektio on kehittyvä geeniterapia, joka voi auttaa meitä mullistamaan lääketieteen muiden lääketieteellisten bioteknisten toimenpiteiden ohella.