Masa depan bioteknologi

Bioteknologi, terlepas dari semua pathos dan innovativeness dari nama tersebut, adalah salah satu industri paling kuno, yang muncul ketika konsep sains yang sangat belum ditetapkan. Pada saat yang sama, tanpa keraguan, saat ini bioteknologi dalam arti luas dari konsep ini adalah salah satu bidang studi yang paling menjanjikan dan menjanjikan tentang kemungkinan menggunakan organisme hidup. Faktanya, umat manusia pertama kali menemukan bioteknologi (dalam arti paling sederhana dan luas) pada saat yang sama ketika mereka menemukan "biota" - yaitu, populasi yang secara biologis aktif dari entitas paling beragam di planet kita: ketika memanggang roti, menyeduh (dalam kedua kasus, kultur ragi) dan pada tahap pertama, malu-malu, dalam pemilihan tanaman yang membantu memberi makan diri mereka sendiri.





Tentu saja, pengembangan bioteknologi yang sadar dan sistematis dimulai kemudian, pada kenyataannya - belum lama berselang oleh standar ilmu pengetahuan, pada akhir abad ke-17, ketika keberadaan mikroorganisme ditemukan. Peran besar dalam penemuan ini dimainkan oleh akademisi St. Petersburg K.S Kirkhgov, yang menemukan fenomena katalisis biologis dan mencoba secara biokatalitik memperoleh gula dari bahan baku domestik yang tersedia (terutama bit). Dan kami berutang istilah "bioteknologi" kepada insinyur Hongaria Karl Ereki, yang pertama kali menggunakannya dalam karyanya pada tahun 1917. Jasa besar dalam pembentukan awal bioteknologi, sebagai arahan dalam ilmu biologi, juga diberikan kepada salah satu ahli mikrobiologi paling terkenal - Louis Pasteur, berkat penemuan yang tidak ada yang meragukan bahwa bioteknologi adalah arah ilmiah yang independen.

Paten pertama di bidang bioteknologi dikeluarkan pada 1891 di Amerika Serikat - ahli biokimia Jepang Dz. Takamine menemukan metode menggunakan persiapan enzim untuk keperluan industri: menggunakan diastase untuk sakarifikasi limbah tanaman.

Pada abad XX, pengembangan bioteknologi mengambil tampilan baru dan banyak arah - khususnya, mereka mulai mempengaruhi sektor lain dan bidang kegiatan ekonomi manusia. Layak dikatakan hanya bahwa pengembangan aktif industri fermentasi dan mikrobiologis telah memberi kita ratusan, jika tidak ribuan, metode dan obat yang secara signifikan meningkatkan kehidupan setiap orang: menjadi mungkin untuk menghasilkan antibiotik, konsentrat makanan, serta untuk mengontrol fermentasi produk-produk asal tumbuhan dan hewan, yang sangat penting untuk makanan.

Isolasi dan pemurnian ke tingkat yang dapat diterima dari antibiotik pertama - penisilin, menjadi mungkin hanya pada tahun 1940, sementara membawa seluruh industri bioteknologi ke tingkat yang sama sekali baru dan menetapkan tugas-tugas baru, seperti: mencari dan mengembangkan teknologi untuk produksi obat yang diproduksi oleh mikroorganisme, mengurangi biaya dan peningkatan keamanan saat minum obat oleh pasien dan sebagainya.

Di dunia sekarang ini, bioteknologi hampir tidak dapat dipisahkan dari rekayasa (termasuk genetik), energi, kedokteran, pertanian, ekologi, dan banyak industri lain dan bidang pemikiran ilmiah.

Selama 100 tahun terakhir, berkat kemajuan yang tak terkendali di semua arah, berbagai tugas dan metode untuk menyelesaikannya dalam bioteknologi telah berubah secara signifikan. Dasar yang disebut Bioteknologi "baru" didasarkan pada metode rekayasa genetika dan seluler yang sangat canggih dan berteknologi tinggi, dengan bantuan yang banyak operasi kompleks dilakukan, termasuk merekonstruksi salinan yang layak dari fragmen sel individu.

Di persimpangan bioteknologi dan bidang ilmiah lainnya, solusi paling menarik dan tak terduga dapat lahir yang memungkinkan Anda untuk lebih mengenal dan menggunakan potensi berbagai organisme hidup. Sebagai hasilnya, kami belajar lebih banyak tentang proses yang kami peroleh:

- Bahan dan komposit
- Bahan bakar dan metode sintesis
- Obat-obatan dan vaksin
- Metode untuk diagnosis dan pencegahan penyakit, termasuk yang ditentukan secara genetik
- Belum lagi proses penuaan, yang, dalam arti, "batu filosofis" dari dunia bioteknologi, ada banyak sekali hal yang duniawi dan, maafkan saya, "sederhana" prospek menggunakannya dalam kehidupan nyata dengan praktiknya.

Pertama-tama, di sini, tentu saja, "organisme yang dimodifikasi secara genetis", "GMO" yang terkenal jahat, tidak dapat dibenarkan tidak dibenarkan oleh pembaca / penonton / pendengar yang tidak berpendidikan. Bahkan, umat manusia, sejak saat itu mengubah nomadisme menjadi cara hidup yang menetap dan mulai mengolah tanah dan memelihara ternak, terlibat dalam penciptaan tanaman yang “dimodifikasi secara genetik” di pertanian. Tanpa ini, kita tidak akan memiliki panen pada prinsipnya, karena kondisi biocenosis (yaitu, pengembangan organisme yang berkelanjutan) tidak akan memungkinkan untuk menanam sapi atau gandum. Dan itulah mengapa bioteknologi di bidang tanaman pangan dapat menyelesaikan banyak masalah, mulai dari kelaparan dan persediaan makanan, hingga peningkatan kualitas hidup semua orang karena harmonisasi tingkat nutrisi berbagai produk tanaman.



Tidak perlu untuk berpikir bahwa teknologi biotek saat ini telah mencapai puncak perkembangan mereka sendiri - pendapat seperti itu pada dasarnya salah. Selanjutnya fragmentasi "bioteknologi" menjadi bidang luas yang menangani tugas terapan mereka sendiri. Misalnya, di Rusia, "Program Pengembangan Bioteknologi Komprehensif" diadopsi, dalam kerangka yang direncanakan untuk menciptakan sekte bio-ekonomi kompetitif dan perusahaan yang bekerja di bidang ini. Selain itu, diharapkan bahwa pada tahun 2020 volume sektor ini berjumlah setidaknya 1% dari PDB, dan pada tahun 2030 - setidaknya 3% dari PDB Federasi Rusia. Ini bukan hanya rencana ambisius, ini adalah kenyataan pahit yang harus dipenuhi.

Industri mana yang mungkin terkena dampak bioteknologi dalam waktu dekat? Hampir semuanya, karena kita melihat integrasi lebih lanjut dari berbagai bidang ilmiah dan terapan satu sama lain.

Ambil contoh, industri luar angkasa, yang sudah aktif bekerja dengan mikroorganisme, menggunakan metode bioteknologi nyata. Sebagai contoh, berkat pengiriman berbagai jenis mikroorganisme ke ISS, kita tahu bahwa sejumlah besar bakteri resisten terhadap radiasi kosmik keras dari berbagai spektrum dan gelombang. Selain itu, kami menemukan mikroorganisme di Bumi yang berada dalam keadaan mati suri (secara kasar: "hibernasi"), yang muncul darinya hanya setelah diiradiasi dengan sinar kosmik. Mereka tidak bisa terbentuk di planet kita, mereka dibawa kepada kita dalam proses pembentukan tata surya dari benda-benda luar angkasa galaksi kita.

Bagaimana lagi bioteknologi dapat mempengaruhi eksplorasi oleh orang-orang dari ruang terdekat kita? Bayangkan bahkan sebuah ekspedisi eksplorasi sederhana ke planet lain dalam kelompok lokal kita - misalnya, ke Mars. Selain stabilitas psikologis awak ekspedisi semacam itu (dan penerbangan satu arah akan berlangsung setidaknya satu tahun pada tingkat pengembangan roket saat ini dan jenis mesin lainnya yang cocok untuk komunikasi antarplanet), ia akan membutuhkan pasokan makanan dan bahan bakar yang layak. Bahkan sekarang, tidak mungkin untuk mengirimkan pasokan makanan tahunan ke ISS untuk sekelompok 3-5 kosmonot - ini terlalu sulit dan beberapa kendaraan peluncur akan diperlukan. Apa yang bisa kita katakan tentang misi luar angkasa jangka panjang, di mana tidak akan ada kemungkinan untuk menambah pasokan di jalan.

Oleh karena itu, akan diperlukan untuk membangun budidaya makanan yang tidak terputus di tempat - hanya skema seperti itu yang akan menjamin keselamatan misi penerbangan dan kolonisasi. Ilmuwan dari Laboratorium Nasional dinamai demikian Berkeley ”di Amerika Serikat, yang menyarankan, sekali lagi, menggunakan penggunaan prestasi terbaru dalam bidang biologi sintetis. Apa artinya?

Para peneliti memperkirakan bahwa untuk ekspedisi ke Mars yang berlangsung sekitar dua setengah tahun, penggunaan metode modern yang digunakan dalam bioteknologi akan mengurangi kebutuhan bahan bakar yang mudah terbakar sebanyak dua setengah kali dan ⅓ untuk makanan. Dalam laporan tersebut, para peneliti mencatat bahwa perkembangan terbaru di persimpangan biologi dan nanoteknologi juga akan membantu dalam pembangunan modul perumahan. Langsung di planet lain, apakah itu Mars atau lainnya. Semua bahan yang diperlukan untuk ini dapat disintesis di tempat, dan blok bangunan dapat diperoleh dengan menggunakan teknologi pencetakan 3D berlapis-lapis.

Secara alami, bioteknologi juga memiliki banyak "keseimbangan" dan kendala, yang pertama adalah premis sosio-etis dan keagamaan. Seseorang dapat, pada kenyataannya, menggunakan kemampuan organisme hidup untuk menyelesaikan berbagai masalah dalam siklus tanpa akhir, tetapi, dalam praktiknya, hanya sampai pada titik tertentu - suatu sifat yang tidak dapat disilangkan. Pertama-tama, ini menyangkut kloning lengkap organisme hidup (ingat domba Dolly dan semua yang dikatakan tentang itu). Saat ini dilarang di sebagian besar negara maju, dan orang-orang yang, dengan segala kemungkinan siap untuk melakukan ini, harus mencari pembiayaan dan kondisi kerja di mana mereka tidak melanggar hukum apa pun - misalnya, di perairan netral lautan (yang tidak dikendalikan oleh hukum nasional atau satu negara).

Pada saat yang sama, tentu saja, tidak ada yang hari ini mengecualikan fakta bahwa di masa depan kloning manusia secara penuh akan menjadi mungkin. Masa depan akan menunjukkan bagaimana ini akan menstimulasi seluruh industri bioteknologi dan bidang pekerjaan teknologi tinggi apa yang akan muncul di dalamnya setelah acara ini.

Ini berlaku untuk pengembangan umum bioteknologi, sebagai industri ilmiah dan industri besar di persimpangan teknologi dan biologi. Dan profesi dan bidang pekerjaan apa yang dipengaruhi oleh "bioteknologi" yang luas, sebagai konsep? Padahal, ada banyak. Mari kita coba daftar hanya yang paling menarik dan menjanjikan.

Dia adalah seorang spesialis dalam menggantikan solusi penuaan yang ada dan secara formal di berbagai industri dengan teknik baru dari bidang bioteknologi (misalnya, biofuel bukan bahan bakar diesel, atau bahan bangunan organik, bukan semen, beton, dan baja).

Dia adalah spesialis dalam perencanaan, merancang dan menciptakan teknologi loop tertutup dengan partisipasi organisme dan mikroorganisme yang dimodifikasi secara genetik (bioreaktor, sistem produksi pangan di daerah perkotaan).

Ini adalah spesialis dalam desain jenis kota baru, menggunakan prestasi terbaru di bidang bioteknologi, termasuk energi biologis bersih dan sistem pengendalian polusi.

Ini adalah spesialis dalam menciptakan produk biologis obat baru dengan sifat yang diinginkan yang dapat menggantikan obat yang disintesis secara buatan.

Ini adalah spesialis dalam pengenalan tanaman rekayasa genetika di pertanian, juga terlibat dalam penerapan solusi bioteknologi dan memperoleh hasil dengan sifat yang diinginkan, yang bisa sangat berbeda: hasil tinggi, peningkatan resistensi terhadap kondisi cuaca buruk dan parasit.

Ini adalah spesialis dalam pengaturan dan pemeliharaan perusahaan pertanian di atap dan dinding gedung pencakar langit dan bangunan tempat tinggal, yaitu, di daerah perkotaan. Di sini bisa berkembang biak makanan dan ternak.

Ini adalah spesialis yang menerapkan properti dan organisasi satwa liar dan organisme hidup (termasuk manusia) untuk membuat sistem otomatis dan meningkatkan teknologi komputer. Sebagai contoh, jaringan komputasi terdistribusi berdasarkan mikroorganisme saat ini telah memecahkan masalah spesifik yang tidak tunduk pada pemodelan komputer.

Baca lebih lanjut tentang profesi masa depan di atlas situs web profesi baru.