XXI століття називають «золотим століттям» біології та одного з її відгалужень – біотехнології. За останні кілька десятиліть наука пройшла шлях від доказів Освальда Ейвері (1944г.) того факту, що ДНК є носієм спадкової інформації, до можливості керувати основами спадковості.
Біотехнологія в широкому сенсі – це використання живих організмів і біологічних процесів у виробництві. Люди вже сотні і тисячі років використовують різні біологічні процеси: при хлібовипіканні, готуванні кисломолочних продуктів, у виноробстві і т.д. У 1940 – 1950-ті рр.. почалася ера антибіотиків, що дала поштовх розвитку біологічної промисловості.
Тим не менше, сам термін «біотехнологія» з’явився приблизно в 1970-і рр.. у зв’язку зі становленням генетичної інженерії. У 1972р. Пол Берг синтезував першу рекомбіновану молекулу ДНК. Десять років по тому, на фармацевтичному ринку з’явився перший рекомбінантний лікарський препарат – людський інсулін. Розвиток методів генетичної інженерії в сукупності зі способами клонування рослин і тварин дало вченим інструменти для вирішення одвічних проблем людства – продовольство, здоров’я і збереження навколишнього середовища.
Забезпечити продовольством зростаюче населення Землі допоможуть принципово нові форми рослин і тварин – більш продуктивні, витривалі, стійкі до хвороб. У 1994р. в продаж надійшов перший, генетично модифікований сорт томатів. Зараз у світі дозволені до застосування сотні штамів трансгенних мікроорганізмів і сотні сортів рослин багатьох видів. Вже створені трансгенні лососі, свині, корови, кози, готові давати потрібні людині білки, тканини і органи, але їх поки не випускають з лабораторій.
Біотехнологія в медицині.
Клітини тварин вирощують в пробірках вже близько 100 років. Їх застосовують для одержання багатьох продуктів, наприклад інтерферону (білки, що протистоять вторгненню інородних тіл) . На них вирощують віруси для отримання вакцин. Клітинні культури часто застосовують при тестуванні та вивченні механізму дії лікарських і косметичних засобів, пестицидів, консервантів і т.п. Методи культури клітин знайшли широке застосування для реконструкції різних тканин і органів. Так, культура клітин шкіри використовується для пересадки при опіках, культура клітин ендотелію (внутрішній шар клітин) – для реконструкції стінок судин.
Різні фірми займаються створенням тварин-біореакторів, що виробляють білки для лікування різних хвороб, наприклад корів, які будуть давати з молоком білок, що запобігає утворенню тромбів для лікування інфарктів, інсультів та тромбофлебітів. Завершені клінічні випробування антитромбін (перешкоджання зсіданню крові в організмі) з молока трансгенних кіз.
Ще одне джерело повноцінних білків, частину з яких можна замінити лікувальними, – це яйця. Вже виведені кури і перепела, в яйцях яких містяться багатоклітинні антитіла до раку передміхурової залози і одного з видів раку шкіри – меланоми.
Біотехнологія в сільському господарстві.
Одним з основних напрямків біотехнології є отримання і використання трансгенних рослин, в ген яких вбудовуються гени тварин, людини, бактерій, інших рослин, які творять нові продукти. Загальний обсяг посівних площ трансгенних культур з 1996р. у світі зріс більш ніж у 50 разів і склав у 2005р. 90 млн. га. На черзі – поліпшення властивостей звичайних рослинних продуктів, наприклад рослинного масла, що перешкоджає розвитку серцево-судинних захворювань і діабету, і знижує ризик виникнення ракових захворювань.
Одне з головних напрямків роботи генних інженерів з сільськогосподарськими тваринами – стійкість до хвороб. Наприклад, вчені намагаються вивести корів, які не сприйнятливі до вірусу лейкозу (вакцину до нього не вдається створити). Ведуться роботи по створенню свиней, стійких до грипу, корів, стійких до коров’ячого сказу і не містять небезпечних для людини пріонів, і т.д. Також не варто забувати і про культурну обробку землі з допомогою сучасних видів техніки, зокрема для присадибного господарства рекомендуємо
Учені навіть запропонували вирощувати «м’ясо з пробірки», про який не раз згадували фантасти. Доведено, що одна єдина клітина корови або курки в культурі може дати початок багатьом тисячам міоцитів. У лабораторіях вже вирощуються м’язові клітини риби, індички і курчати, правда, в дуже невеликих кількостях.