Что такое биотехнология? история и достижения биотехнологии

Основное

ОПИСАНИЕ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ГРУППЫ

Ключевые словапромышленные биотехнологии, микроводоросли, полезные почвенные бактерии, биопродукты, генотипирование, биоразнообразие, специфичность, эффективность, растительно-микробные взаимодействия, специальное оборудование, системы автоматизации, культивационный модуль, сельское хозяйство и аквакультура

Направления исследованийРазработка эффективных промышленных биотехнологий получения и глубокой переработки биомассы микроводорослей в биопродукты с высокой добавленной стоимостью:

• агробиофотоника. Разработка технологий управляемой вегетации растений;
• изучение биоразнообразия микроводорослей и симбиотических почвенных бактерий;
• разработка технологий получение биопродуктов из микроводорослей: биопрепараты для растениеводства, корма для аквакультуры, продукты с высокой степенью очистки для косметологии и фармацевтики;
• разработка и создание специального лабораторного и технологического оборудования;
• изучение специфичности растительно-микробных взаимодействий;
• разработка персонализированных формул биопрепаратов для координированной селекции новых сортов зернобобовых культур;
• изучение эффективности биопрепаратов для растениеводства в условиях лабораторного и полевого опытов;
• интенсификация процессов получения, размножения и хранения оздоровленного материала растений in vitro.

Основные методы исследований

• Раскрытие природного потенциала сортов посредством управляемого (динамического) светодиодного освещения.
• Молекулярно-генетические методы идентификации и дифференциации микроорганизмов (ПЦР, ПЦР в реальном времени, горизонтальный электрофорез, клонирование, MLSA, AFLP, NGS).
• Микробиологические методы исследования.
• Вегетационные испытания (лабораторные и полевые) на различных культурах растений.
• Методы биоинформатики.
• Микроклональное размножение растений.

Краткая историяПроектная команда группы альгобиотехнологии сформировалась в 2014 году на базе лаборатории биохимии азотфиксации и метаболизма азота в рамках реализации оригинальных для института научных исследований и разработок в области растительно-микробных взаимодействий и создания комплексных биопрепаратов для растениеводства. Группа в своем настоящем виде образовалась в 2017 году.

Отрасли биотехнологии

Хотя кажется, что мы сводим это пространство к дошкольному уроку, один из наиболее эффективных способов дифференциации использования биотехнологии в современном обществе основан на ее разграничении по цветам:

1. Красный: применение этой технологии в медицине. Получение вакцин, антибиотиков, генной терапии и исследований стволовых клеток.
2. Синий: применение в морской среде. То есть максимизация производства ресурсов аквакультуры, здравоохранения и получения соединений.
3. Зеленый: применяется для получения сельскохозяйственной продукции растительного происхождения. Здесь развивается использование и оптимизация трансгеники.
4. Белый: на основе поиска и оптимизации энергетических и промышленных ресурсов. Одним из его больших применений является сокращение загрязнения.
5. Серый: его цель — сохранение окружающей среды. Это происходит путем смягчения и коррекции воздействия на окружающую среду.
6. Желтый: сосредоточен на понимании и максимизации питательных ценностей в продуктах питания для использования человеком.
7. Черный: отвечает за борьбу с биотерроризмом и его возможными последствиями.

Помимо этих основных цветов, мы также находим золотую дисциплину, например, которая отвечает за интеграцию компьютерных знаний в биологические системы и тем самым максимизацию получения преимуществ и знаний, или оранжевую дисциплину, отвечающую за то, чтобы приблизить эту технологию к населению в целом с дружественной информационной точки зрения.

Как видим, мы сталкиваемся с широким спектром цветов, но все они имеют общую цель: максимизировать ресурс и качество жизни и минимизировать причиняемый человеком ущерб окружающей среде.

Ассортимент семян

За весь период существования агрофирма вывела множество культур. Это огурцы, томаты, жгучие сорта перца, травы для добавления в блюда и баклажаны светло-фиолетового цвета с белыми полосками. Селекционеры каждый год радуют клиентов новыми сортами петунии, хризантемы, астры и георгинов. На выбор ранние, средние и поздние виды. С помощью растений можно создавать настоящие висячие сады на балконах и высаживать цветы в открытый грунт.

Отдельного внимания заслуживает раздел с экзотическими культурами и растениями. Агрономы вывели огурцы и помидоры необычного цвета и размера. Гурманам придут по душе огурцы с белой кожурой, оранжевые черри и помидоры прямоугольной формы. В продаже семена декоративной тыквы, артишоков, дыни и баклажанов. Если есть желание отойти от привычных выращиваемых культур, можно приобрести семена спаржи и салатной японской капусты.

Моральный аспект

Несмотря на то что основы биотехнологии могут оказать решающее влияние на развитие всего человечества, о таком научном подходе плохо отзывается общественность. Подавляющая часть современных религиозных деятелей (да и некоторые ученые) пытаются предостеречь биотехнологов от чрезмерного увлечения своими исследованиями. Особенно остро это касается вопросов генной инженерии, клонирования и искусственного размножения.

С одной стороны, биотехнологии представляются яркой звездой, мечтой и надеждой, которые станут реальными в новом мире. В будущем эта наука подарит человечеству множество новых возможностей. Станет возможным преодоление смертельных болезней, устранятся физические проблемы, и человек, рано или поздно, сможет достигнуть земного бессмертия. Хотя, с другой стороны, на генофонде может сказаться постоянное употребление генномодифицированных продуктов или появление людей, которых создали искусственно. Появится проблема изменения социальных структур, и, вполне вероятно, придется столкнуться с трагедией медицинского фашизма.

Вот что такое биотехнология. Наука, которая может подарить блестящие перспективы человечеству путем создания, изменения или улучшения клеток, живых организмов и систем. Она сможет подарить человеку новое тело, и мечта о вечной жизни станет реальностью. Но за это придется заплатить немалую цену.

Биотехнологии, безопасность и здоровье на работе

Столкнувшись с новыми рисками, в промышленно развитых странах нормативные акты, как правило, развиваются, чтобы лучше определять, расставлять приоритеты и учитывать концепции:

• биологический риск
• биотехнологический риск
• биологический агент , классифицируемых (например , во Франции с помощью в Трудовом кодексе в зависимости от того , являются ли они более или менее патогенным и заразным для человека или производства животных ( обсерватория смертности животных производства была создана). во Франции)
• биологический вектор
• микроорганизм
• клеточная культура
• патогенный организм

Нормативно-правовые акты

Согласно заключению Национальной консультативной комиссии по правам человека (CNCDH), которая в 1989 г. определяет «фундаментальные принципы» биоэтики в данном случае, правила в основном основываются на:

• исследование рисков (оценка биологических, физических, химических, токсикологических рисков, включая экотоксикологические, эпидемиологические, экоэпидемиологические риски и т. д.)
• предотвращение рисков (во Франции: статьи L 4121-1 — R 4427-5 Трудового кодекса Франции)
• управление рисками
• информация и обучение по вопросам безопасности, передовой практики и управления рисками, включая ношение и использование средств индивидуальной защиты или СИЗ , надлежащее управление инцидентами и несчастными случаями, отходами и т. д. (во Франции: артикулы R4425-6 и R 4425-7)

Сферы применения биотехнологии

На текущий момент наиболее активно биотехнологии работают в следующих направлениях:

– производство пищевых продуктов на качественно новой основе;

– разработка и изготовление препаратов, повышающих эффективность сельского хозяйства;

– разработка и изготовление лекарств, вакцин, биодобавок;

– биотехнологии для добывающей промышленности и бытовой сферы;

– изготовление диагностических препаратов и реактивов;

– биотехнология очистки окружающей среды от антропогенных загрязнений.

Существует ещё немало направлений, в которых использование биотехнологии возможно в ближайшей либо отдалённой перспективе.

Селекционные достижения

Тесное сотрудничество с немецкими и российскими селекционерами послужило вкладом в деятельность компании. Вместе с другими центрами по выращиванию культур вывели новые сорта. Благодаря характеристикам получили популярность среди потребителей. На сегодняшний день «Биотехника» занимает лидирующие позиции по производству семян и продаже на рынках.

Агрофирма выводит материал для посева, который отличается устойчивостью к вредителям и климатическим изменениям. Семена сорта культуры не поступают на продажу без отбора и проверки на испытательном участке. Производитель упаковывает материал для посева в фирменные пакеты, на обороте которых указывает рекомендации по посадке, уходу и сбору.

Дает гарантию на продукцию.

[править] Образовательная программа

Образовательная программа факультета предусматривает сочетание фундаментальной подготовки, ориентированной на осуществление практической научно-исследовательской деятельности, и прикладной технической подготовки, направленной на грамотное осуществление пилотных и крупномасштабных биотехнологических процессов.

В учебный план включен ряд специальных дисциплин биотехнологического профиля (изучение общей биотехнологии, промышленной микробиологии и биотехнологии, молекулярной и клеточной биотехнологии, медицинской биотехнологии, кинетики биотехнологических процессов и др.), технического профиля (изучение прикладной физики, инженерной графики, процессов и аппаратов биотехнологических производств, кинетики биотехнологических процессов и др.), экономического и правового профиля (изучение экономики биотехнологической отрасли, защиты интеллектуальной собственности и др.). Также учебный план предполагает существенное увеличение языковой подготовки в бакалавриате. Программа предусматривает интеграцию обучения в МГУ и Пущинском научном центре РАН (ПНЦ РАН).

Первые 2,5 года учебный процесс осуществляется в МГУ, а со второй половины 3-го курса бакалавриата и в магистратуре 3-5 дней в неделю, помимо МГУ, обучение проводится в Пущино. Там студенты будут проходить спецпрактикум по биотехнологическим исследованиям и разработкам, выполнять выпускные квалификационные работы, участвовать в проектах по масштабированию биотехнологических производств для нужд страны. Обучение на факультете будет осуществляется в виде интегрированной магистратуры по направлению подготовки «Биология» (профиль «Общая и прикладная биотехнология») с возможностью дальнейшего перехода на обучение по направлению «Биотехнология».

Срок освоения образовательной программы – 6 лет.

Где работают биотехнологи

Научно-исследовательские центры. Здесь работа биотехнолога направлена на реализацию проектов глобального значения. Это серьезные исследования и практические разработки, которые выполняются по заказу компаний или во имя науки. Здесь выявляют новые способности и свойства живых организмов, исследуют геном, занимаются трансформацией ДНК и так далее.

Медицина. Биотехнология неотделима от медицины. В рамках исследований специалистов были найдены способы лечения многих заболеваний, изучены особенности генетики, анатомии человека, созданы методы реабилитации. Разработки биотехнологов применяются практически во всех сферах медицины – от пластической хирургии до пересадки костного мозга.

Производства. Фармацевтика, сельскохозяйственное производство, пищевая промышленность – биотехнологии неотделимы от деятельности компаний, которые работают с живыми организмами. Особые роли здесь играют гибридизация, генная инженерия, бионика и биофармакология.

Образовательные учреждения. Часто специалисты остаются работать в тех же ВУЗах, где получили образование. Они получают дополнительное педагогическое образование и становятся преподавателями, либо развивают свой научный потенциал. Согласно статистике, не менее 30% выпускников ВУЗов остаются работать в университетах, институтах и академиях.

Важно отметить, что это далеко не полный перечень сфер, в которых работают биотехнологи. Это востребованная, актуальная профессия – для специалистов открыты вакансии в сотнях предприятий, исследовательских компаний и производств

Обзорно охватить все возможные места для трудоустройства попросту невозможно.

Развитие биотехнологии и генной инженерии в современной науке

Биотехнологии и генная инженерия, более чем все остальные, связана с фундаментальными научными исследованиями. Создание организмов с «заданными параметрами», лечение генетически обусловленных болезней, производство белковой массы вне организма, внедрение в организм «биологических чипов», влияющих на жизнедеятельность – все эти направления нуждаются в дорогостоящих исследованиях, сложном оборудовании и высококвалифицированных специалистов.

На стыке двадцатого и двадцать первого века был задуман и осуществлен грандиозный проект – прочитан геном человека. Это был большой труд, в котором участвовало много лабораторий в разных странах мира. Одним из продуктов этих исследований стало появление технологии идентификации личности по ДНК, получение информации о родстве (установление отцовства). Но от прочтения генома ученые ожидали большего. Информация, зашифрованная в ДНК, огромна и ее изучение, расшифровка еще сложнее, чем процедура исследований.

РИД

РЕЗУЛЬТАТЫ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ (патенты, полезные модели, базы данных, ноу-хау и пр.)

Общие сведения

Биоинженер – специалист, который целенаправленно занимается изменением свойств живого организма. Профессия подходит тем людям, которые интересуются химией и биологией. Биоинженерия – одно из современных направлений современной науки. Это интегральная наука, она возникла на стыке физики, химии, биологии, генной инженерии и компьютерных технологий. Биоинженеры работают с живыми организмами и системами, применяют в своей работе передовые технологии и достижения науки для решения медицинских проблем. Специалисты участвуют в разработке и создании новых приборов и оборудования. Также они участвуют в разработке новых процедур, опираясь на междисциплинарные знания. Таким образом появляются новые технологии, способны облегчить жизнь людей.

Не путайте биоинженерию с генной инженерией. Генная инженерия занимается изменением ДНК живых организмов, и является всего лишь ответвлением биоинженерии. Дисциплина направлена на углубление уже существующих знаний в области инженерии, биологии и медицины для укрепления здоровья людей за счет научных разработок.

Важными достижениями науки является разработка искусственных суставов, современных протезов, магниторезонансной томографии, кардиостимуляторов, артроскопии, ангиопластики, биоинженерных протезов кожи, почечного диализа, аппаратов искусственного кровообращения. Все это тесно переплетается с биотехнологиями и приносит пользу человечеству.

Профессионал должен обладать такими важными качествами:

• хороший интеллект;
• аналитический пытливый ум и склонность к естественным наукам;
• уметь анализировать и находить практическое применение известным теоретическим и полученным в ходе собственных исследований данным;
• знать принципы обращения с лабораторной и исследовательской техникой, основ хранения веществ, реактивов;
• уметь составлять отчеты о проделанной исследовательской деятельности.

Положительные стороны профессиональной деятельности:

• высокая заработная плата (но учтите что сразу после ВУЗа вы не будете получать максимальный оклад);
• высокая востребованность на рынке труда квалифицированных специалистов;
• карьерный рост;
• возможность проводить на работе исследования, нужные для ваших научных интересов;
• сотрудничество с международными холдингами и проектами;
• возможность стажировки за границей.

Минусы работы:

• сложное обучение в ВУЗе;
• высокая ответственность за разработки;
• работа с опасными химикатами;
• не всегда работа происходит в чистой и уютной лаборатории;
• возможный ненормированный рабочий день;
• одна ошибка может завалить проект всей команды;
• возможные неудачи во время разработок;
• получение не таких результатов, как вы ожидали;
• моральное напряжение.

Развитие биотехнологий в России

Когда говорят о развитии биотехнологий в России, приходится учитывать длительный период упадка и деградации научных учреждений. Сейчас, после нескольких лет интенсивного роста, российские биотехнологии представлены на мировом рынке в количестве 0,1%, а в 1885 году СССР имел долю 5% на рынке продукции, относимой к биотехнологиям. Это медицинские препараты, ферменты, гормональные препараты, чистые линии микроорганизмов, используемых в научных исследованиях, сельскохозяйственном производстве и очистке окружающей среды от вредных отходов.

Интересна судьба самого громкого и скандального проекта, ставшего достоянием гласности в конце восьмидесятых. Это БВК, белково-витаминные концентраты, получаемые из парафинов нефти при использовании специально выведенных бактериальных культур.

В прессе был поднят шум, тему обсуждали эмоционально, общественность требовала закрытия «вредного проекта». Однако работа была уже сделана – бактерии, питающиеся нефтепродуктами, существовали.

Для них нашлась полезная функция: очистка воды и земли от разлившейся нефти. Сейчас вода в морских и речных портах содержит значительно меньше нефтепродуктов, чем в 70-80 годы, благодаря их биологическому разложению.

При помощи прожорливых бактерий очищают территорию на предприятиях от мазута и других нефтепродуктов. Трудно переоценить пользу от этих микроорганизмов – ведь нефтяная пленка в двадцатом веке грозила погубить моря и океаны!

Производство белковой продукции из нефти не было поставлено на поток, но польза от данной биотехнологии несомненна!

В 2012 году российское правительство значительно увеличило государственное финансирование научных исследований в этой отрасли.

Интересно, что ряд проектов осуществляется на общественные пожертвования. К таким проектам относится исследование микрофлоры кишечника и на основе результатов — научно разработанные рекомендации по питанию, физическим нагрузкам, образу жизни. Эта тема популярна в России и в мире.

Специальность биотехнолог

Такая профессия востребована и перспективна. Она подходит молодым людям, которые хорошо учились и сдавали экзамены в школе по предметам: химия, биология, физика и математика. Обучение может быть направлено на изучение БТ в целом или в одном из ее направлений. Личные качества, которыми желательно обладать, чтобы получать профессии, связанные с БТ:

• Высокий интеллект и аналитический склад ума.
• Любознательность и эрудированность.
• Нестандартное мышление.
• Терпение и наблюдательность.
• Целеустремленность и ответственность.
• Коммуникабельность.

В высших учебных заведениях можно получить основную профессию или прослушать дополнительный курс для получения второго образования уже состоявшимся профессионалам, например, врачам, по специальности биотехнология. Вуз лучше выбрать государственный, с высоким уровнем преподавания на ведущих кафедрах и хорошими материально-техническими ресурсами — оборудованными лабораториями, налаженными контактами в научном сообществе и возможных местах прохождения практики. Список университетов в Москве, имеющих биотехнологический факультет:

1. МГУ им. М. В. Ломоносова.
2. Аграрный университет им. К. А. Тимирязева.
3. РГУ нефти и газа им. И. М. Губкина.
4. Исследовательский университет им Н. И. Пирогова.
5. РУДН.
6. РЭУ им. Г. В. Плеханова.

Вакансии и места работы

Биотехнологи могут работать в научно-исследовательских институтах, которые занимаются глобальными проектами по бионике, биофизике, микробиологии, генной инженерии и другим направлениям БТ. Исследования и разработки могут выполняться по заказу специализированных компаний или в чисто научных целях. Начинающий специалист обычно начинает карьеру с должности лаборанта химического анализа.

Имея склонность и стремление к научным открытиям можно зарекомендовать себя в научном мире. Особое направление БТ — биоинформатика, занимающаяся математическим и компьютерным анализом биологических процессов. Специалисты этого направления требуются во всех областях, связанных с БТ. В медицине все более широко применяются достижения БТ — от лечения генетических заболеваний до разработки новых методик хирургических операций. Вакансии, доступные для биотехнологов — микробиолог или вирусолог.

На фармацевтическом, косметологическом и пищевом производстве и на предприятиях агропромышленного комплекса всегда требуются специалисты, работающие с живыми организмами, — биофармакологи, лаборанты, контролеры технологического процесса, биотехнологи липидов и белков, биоинженеры клеток и тканей. Довольно большой процент выпускников вузов получает дополнительно педагогическое образование и осваивает педагогическую деятельность в области обучения специалистов по БТ.

Биотехнология актуальна и как прикладная наука, сконцентрированная на теоретических исследованиях и разработках.

Плюсы и минусы профессии

Основными положительными моментами при выборе специальности БТ являются актуальность и многозначность — возможность попробовать себя в самых разных сферах и компаниях, в том числе и иностранных, так как российские ученые высоко ценятся за рубежом. Профессионалы этого направления востребованы на рынке труда постоянно и есть вероятность появления новых отраслей человеческой деятельности, которые только формируются или еще даже не существуют. К другим плюсам можно отнести:

• респектабельность и престижность;
• высокую оплату труда при достаточном уровне квалификации;
• хорошие карьерные перспективы;
• моральное удовлетворение — возможность улучшить или спасти жизни многих людей;
• если есть талант и упорство — самореализация в науке.

Некоторые отрицательные моменты тоже присутствуют. Перспективы сильно зависят от места работы и руководства организации-работодателя — карьерный рост и зарплата могут не соответствовать желаемым. Не все специалисты могут осилить сложность заданий и повышенную ответственность на занимаемой вакансии. Некоторые сферы БТ, в частности, генная инженерия, испытывают негативное отношение религиозных деятелей и общественности.

Главными центрами развития БТ являются США и Европа. В России эта отрасль крайне привлекательна для инвесторов, но сложности состоят в выводе новых продуктов на рынок и большой длительности цикла от начала разработки проектов до запуска в производство. Тем не менее на рынке уже существует немало компаний, специализирующихся сугубо на биотехнологиях — Ohmygut, CardioQVARK, Инсилико, 3Д Биопринтинг Солюшенс и другие. Возможно, будущему специалисту-биотехнологу выпадет возможность работать именно в них.

Приложения

Центр молекулярной медицины Макса Дельбрюка в Берлине

См. Соответствующие абзацы в статьях: , , Зеленая биотехнология , Серая биотехнология и

Из-за разнообразия биотехнологий, многочисленные области применения и продукты связаны с ней или зависят от нее:

• Технологии антител : производство, например. Б. моноклональных антител для различных методов диагностики в медицинских и биологических приложениях и исследованиях.
• Биоэлектроника : объединение биологии и электроники, например Б. для разработки биосенсоров
• Биоинформатика : обработка данных, полученных с использованием биотехнологических методов, таких как B. Получено секвенирование генома; но также основа для разработки новых биотехнологических методов и приложений
• Биопроцессная инженерия : реализация биотехнологических приложений, таких как Б. Развитие процессов ферментации
• Биовосстановление : Удаление загрязненных участков , таких как B. токсичные органические соединения в почвах, используя биохимические возможности, например Б. бактерий
• ДНК — чип технология : использование так называемая ДНК — чипы для широкого скрининга , например , Б. в генетике (например, диагностика наследственных заболеваний), генной инженерии и т. Д.
• Последующая переработка : подготовка (очистка) биотехнологических соединений, например Б. от процессов или подходов ферментации
• Топливный этанол : производство биотоплива биоэтанола , например Б. из кукурузного крахмала с помощью микроорганизмов, участвующих в спиртовой ферментации, и ферментов, улучшающих технологический процесс.
• Разработка генетических тестов : например, Б. Обнаружение мутаций , вызывающих наследственные заболевания, такие как болезнь Хантингтона.
• Генная терапия : например, Б. Введение интактного варианта гена для временного или постоянного устранения генетического дефекта
• Клонирование : например, Б. Терапевтическое клонирование с целью создания замещающих органов in vitro для пациента, у которого исходные клетки происходят из полученных клеток.
• Технологии клонирования (клонирование): перенос определенной последовательности ДНК в организм, например Б. ген человеческого инсулина в бактерии для рекомбинантного производства инсулина
• Криминалистические приложения (см. Также генетический отпечаток пальца ): идентификация преступника на основе исследования следов с использованием биотехнологических методов.
• Нанобиотехнологии (см. Также Нанотехнологии )
• Нутригеномика : например, Б. Разработка функционального питания для медицинской профилактики
• Фармакогеномика : разработка индивидуальных (оптимизированных) лекарственных препаратов, например Б. для определенных групп или групп населения
• Фармацевтическая биотехнология (отрасль красной биотехнологии)
• Белковая инженерия : целенаправленный дизайн модифицированных или новых белков для конкретных приложений
• Терапия стволовыми клетками : использование всемогущих или плюрипотентных стволовых клеток для лечения различных заболеваний.
• Тканевая инженерия или тканевая инженерия : производство тканей in vitro для использования в регенеративной медицине.
• Трансгенные технологии
• Ксенотрансплантация : перенос клеток или тканей между разными видами
• Целлюлоза-этанол : получение биоэтанола из целлюлозы, которая ранее была неэффективно доступна ферментативно, с использованием рекомбинантных ферментов.
• и многое другое м.