O futuro da biotecnologia

A biotecnologia, apesar de todo o pathos e inovação do nome, é uma das indústrias mais antigas, que surgiu quando o próprio conceito de ciência ainda não estava estabelecido. Nesse caso, sem dúvida, hoje a biotecnologia, no sentido amplo desse conceito, é uma das áreas de estudo mais promissoras e promissoras das possibilidades de utilização de organismos vivos. De fato, a humanidade encontrou pela primeira vez biotecnologias (no sentido mais simples e amplo) ao mesmo tempo em que encontrou a "biota" - ou seja, a população biologicamente ativa das mais diversas entidades do nosso planeta: ao assar pão, fazer cerveja (em ambos os casos, leveduras) e, logo no início, tímidas etapas na seleção daquelas plantas que ajudavam a se alimentar.





Certamente, o desenvolvimento consciente e sistemático da biotecnologia começou mais tarde, de fato - não há muito tempo pelos padrões da ciência, no final do século XVII, quando a existência de microrganismos foi descoberta. Um grande papel nessa descoberta foi desempenhado pelo acadêmico de São Petersburgo K.S. Kirkhgov, que descobriu o fenômeno da catálise biológica e tentou obter biocataliticamente açúcar a partir de matérias-primas domésticas disponíveis (principalmente beterraba). E devemos o termo "biotecnologia" ao engenheiro húngaro Karl Ereki, que o usou pela primeira vez em seu trabalho em 1917. Grande mérito na formação inicial da biotecnologia, como uma direção na ciência da biologia, também é dado a um dos microbiologistas mais famosos - Louis Pasteur, graças às descobertas das quais ninguém duvidava que as biotecnologias fossem uma direção científica independente.

A primeira patente no campo da biotecnologia foi emitida em 1891 nos Estados Unidos - o bioquímico japonês Dz. Takamine descobriu o método de usar preparações enzimáticas para fins industriais: usar diastase para sacarificação de resíduos vegetais.

No século XX, o desenvolvimento da biotecnologia assumiu um novo visual e muitas direções - em particular, começaram a influenciar outros setores e áreas da atividade econômica humana. Vale dizer apenas que o desenvolvimento ativo da indústria de fermentação e microbiologia nos proporcionou centenas, senão milhares, de métodos e medicamentos que melhoram significativamente a vida de todos: tornou-se possível produzir antibióticos, concentrados alimentares, bem como controlar a fermentação de produtos de origem vegetal e animal, que insanamente importante para a comida.

O isolamento e a purificação para um nível aceitável do primeiro antibiótico, a penicilina, só foi possível em 1940, levando toda a indústria de biotecnologia a um nível totalmente novo e estabelecendo novas tarefas, como: pesquisar e desenvolver tecnologias para a produção de medicamentos produzidos por microorganismos, trabalhando para reduzir o custo e maior segurança ao tomar medicamentos pelo paciente e assim por diante.

No mundo de hoje, a biotecnologia está quase inextricavelmente ligada à engenharia (incluindo genética), energia, medicina, agricultura, ecologia e muitas outras indústrias e campos científicos de pensamento.

Nos últimos 100 anos, graças ao progresso desenfreado em todas as direções, a gama de tarefas e métodos para resolvê-los em biotecnologia mudou significativamente. A base do chamado A “nova” biotecnologia é baseada em métodos muito avançados e de alta tecnologia de engenharia genética e celular, com a ajuda de muitas operações complexas, incluindo a reconstrução de cópias viáveis ​​individuais de fragmentos de células individuais.

Na junção da biotecnologia e outros campos científicos, podem surgir as soluções mais interessantes e inesperadas que permitem reconhecer e usar mais profundamente o potencial de uma ampla variedade de organismos vivos. Como resultado, aprendemos mais sobre os processos pelos quais obtemos:

- Materiais e compostos
- Combustíveis e métodos de síntese
- Medicamentos e vacinas
- Métodos para o diagnóstico e prevenção de doenças, incluindo os geneticamente determinados
- Sem mencionar os processos de envelhecimento, que são, em certo sentido, a "pedra filosófica" do mundo da biotecnologia, existem muitas perspectivas absolutamente mundanas e, desculpe-me, "simples" de usá-lo na vida real com sua prática.

Antes de tudo, aqui, é claro, “organismos geneticamente modificados”, o notório “OGM”, são injustificadamente amados por um leitor / espectador / ouvinte sem instrução. De fato, a humanidade, desde o momento em que mudou o nomadismo para um modo de vida estabelecido e começou a cultivar a terra e criar gado, estava engajada na criação de culturas “geneticamente modificadas” na agricultura. Sem isso, não teríamos uma colheita em princípio, já que as condições da biocenose (isto é, o desenvolvimento sustentável dos organismos) simplesmente não teriam permitido o cultivo de uma vaca ou trigo. E é por isso que as biotecnologias no campo das culturas vegetais podem resolver muitos problemas, desde a fome e o suprimento de alimentos, até a melhoria da qualidade de vida de todas as pessoas devido à harmonização dos níveis nutricionais de uma ampla variedade de produtos vegetais.



Não é necessário pensar que as biotecnologias hoje atingiram o pico de seu próprio desenvolvimento - tal opinião estaria fundamentalmente errada. Mais fragmentação da "biotecnologia" em áreas espaçosas que lidam com suas próprias tarefas aplicadas. Por exemplo, na Rússia, foi adotado o “Programa Abrangente de Desenvolvimento da Biotecnologia”, no âmbito do qual está planejado criar uma seita e empresas de bioeconomia globalmente competitivas que trabalhem nesse campo. Além disso, espera-se que até 2020 o volume desse setor atinja pelo menos 1% do PIB e até 2030 - pelo menos 3% do PIB da Federação Russa. Estes não são apenas planos ambiciosos, é uma dura realidade que deve ser cumprida.

Quais indústrias podem ser afetadas pela biotecnologia em um futuro muito próximo? Quase tudo, porque vemos uma maior integração de vários campos científicos e aplicados entre si.

Tomemos, por exemplo, a indústria espacial, que já está trabalhando ativamente com microorganismos, usando métodos biotecnológicos reais. Por exemplo, graças ao envio de vários tipos de microorganismos para a ISS, sabemos que um grande número de bactérias é resistente à radiação cósmica dura de uma grande variedade de espectros e ondas. Além disso, encontramos na Terra microrganismos que estão em estado de animação suspensa (grosso modo: “hibernação”), que emergiram apenas depois de serem irradiados com raios cósmicos. Eles simplesmente não puderam se formar em nosso planeta, foram trazidos a nós no processo de formação do sistema solar a partir de outros objetos espaciais de nossa galáxia.

De que outra forma as biotecnologias podem afetar a exploração pelas pessoas do espaço mais próximo de nós? Imagine até uma simples expedição exploratória para outros planetas do nosso grupo local - por exemplo, para Marte. Além da estabilidade psicológica da tripulação de tal expedição (e um vôo de ida durará pelo menos um ano no nível atual de desenvolvimento de foguetes e outros tipos de motores adequados para comunicação interplanetária), ela precisará de um suprimento decente de comida e combustível. Mesmo agora, é impossível entregar um suprimento anual de alimentos à ISS para um grupo de 3-5 cosmonautas - isso é muito difícil e vários veículos de lançamento serão necessários. O que podemos dizer sobre a missão espacial de longo prazo, sob a qual simplesmente não haverá possibilidade de reabastecer suprimentos a caminho.

Portanto, será necessário estabelecer um cultivo ininterrupto de alimentos no local - apenas esse esquema garantirá a segurança das missões de vôo e da colonização. Cientistas do Laboratório Nacional em homenagem a Berkeley ”nos Estados Unidos, o que sugere, mais uma vez, o recurso às mais recentes conquistas no campo da biologia sintética. O que isso significa?

Os pesquisadores estimam que, para uma expedição a Marte com duração de cerca de dois anos e meio, o uso de métodos modernos usados ​​em biotecnologia reduzirá a necessidade de combustível combustível em duas vezes e meia e ⅓ por comida. No relatório, os pesquisadores observaram que os últimos desenvolvimentos na interseção da biologia e da nanotecnologia também ajudarão na construção de módulos residenciais. Diretamente em outro planeta, seja Marte ou outro. Todo o material necessário para isso pode ser sintetizado no local, e os blocos de construção podem ser obtidos usando a tecnologia de impressão 3D multicamada.

Naturalmente, as biotecnologias também possuem numerosos "equilíbrios" e restrições, a primeira das quais são as premissas sócio-éticas e religiosas. Uma pessoa pode, de fato, usar as capacidades dos organismos vivos para resolver uma ampla variedade de problemas em um ciclo sem fim, mas, na prática, apenas até um certo ponto - alguma característica que não pode ser cruzada. Antes de tudo, isso diz respeito à clonagem completa de organismos vivos (lembre-se das ovelhas Dolly e tudo o que foi dito sobre isso). Hoje, é proibido na maioria dos países desenvolvidos, e as pessoas que, apesar de tudo, estão prontas para isso, precisam procurar condições de financiamento e trabalho onde não violem nenhuma lei - por exemplo, nas águas neutras dos oceanos (que não são controladas pelas leis nacionais ou Um país).

Ao mesmo tempo, é claro, hoje ninguém exclui o fato de que, no futuro, a clonagem humana completa será possível. O futuro mostrará como isso estimulará toda a indústria de biotecnologia e que novas áreas de trabalho de alta tecnologia aparecerão após esse evento.

Isso se aplica ao desenvolvimento geral da biotecnologia, como uma grande indústria científica e industrial na interseção de tecnologia e biologia. E que profissões e esferas de emprego são afetadas por amplas “biotecnologias”, como conceitos? De fato, existem muitos. Vamos tentar listar apenas os mais interessantes e promissores.

Ele é especialista na substituição de soluções existentes e formalmente envelhecidas em vários setores por novas técnicas do campo da biotecnologia (por exemplo, biocombustíveis em vez de diesel, ou materiais de construção orgânicos em vez de cimento, concreto e aço).

Ele é especialista em planejamento, projeto e criação de tecnologias de circuito fechado com a participação de organismos e microorganismos geneticamente modificados (biorreatores, sistemas de produção de alimentos em áreas urbanas).

É especialista no projeto de um novo tipo de cidade, usando as mais recentes conquistas no campo da biotecnologia, incluindo energia biológica limpa e sistemas de controle de poluição.

É especialista na criação de novos medicamentos biológicos com propriedades desejadas que podem substituir medicamentos sintetizados artificialmente.

É especialista na introdução de culturas geneticamente modificadas na agricultura, também engajada na implementação de soluções biotecnológicas e na obtenção de resultados com as propriedades desejadas, que podem ser muito diferentes: alto rendimento, maior resistência a condições climáticas adversas e parasitas.

É especialista no arranjo e manutenção de empresas agrícolas nos telhados e paredes de arranha-céus e edifícios residenciais, ou seja, em áreas urbanas. Aqui pode haver comida e criação de gado.

É um especialista que aplica as propriedades e a organização da vida selvagem e dos organismos vivos (incluindo seres humanos) para criar sistemas automatizados e melhorar a tecnologia de computadores. Por exemplo, redes de computação distribuída baseadas em microorganismos já existentes hoje resolvem problemas específicos que não estão sujeitos à modelagem computacional.

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