Технологическое развитие биотехнологий и их применение



Биотехнология — это сознательное производство необходимых человеку продуктов и материалов с помощью живых организмов и биологических процессов.С незапамятных времен биотехнология применялась преимущественно в пищевой и легкой промышленности: в виноделии, хлебопечении, сбраживании молочных продуктов, при обработке льна и кож, основанных на применении микроорганизмов. В последние десятилетия возможности биотехнологии необычайно расширились. Это связано с тем, что ее методы выгоднее обычных по той простой причине, что в живых организмах биохимические реакции, катализируемые ферментами, идут при оптимальных условиях (температуре и давлении), более производительны, экологически чисты и не требуют химических реактивов, отравляющих среду.

Объектами биотехнологии являются многочисленные представители групп живых организмов — микроорганизмы (вирусы, бактерии, простейшие, дрожжевые грибы), растения, животные, а также изолированные из них клетки и субклеточные компоненты (органеллы) и даже ферменты. Главным направлением биотехнологии является производство с помощью микроорганизмов и культивируемых эукариотических клеток биологически активных соединений (ферменты, витамины, гормоны), лекарственных препаратов (антибиотики, вакцины, сыворотки, высокоспецифичные антитела и др.), а также ценных соединений (кормовые добавки, например, незаменимые аминокислоты, кормовые белки и т. д.).

Одним из важнейших направлений современной биотехнологии является также использование биологических методов борьбы с загрязнением окружающей среды (биологическая очистка сточных вод, загрязненной почвы и т. п.). У биотехнологии, генетической и клеточной инженерии многообещающие перспективы. Это позволит постепенно избавиться от многих наследственных болезней человека, заставить клетки синтезировать необходимые лекарства и биологически активные соединения, а затем — непосредственно белки и незаменимые аминокислоты, употребляемые в пищу. Используя методы, уже освоенные природой, биотехнологи надеются получать с помощью фотосинтеза водород — самое экологически чистое топливо будущего, электроэнергию, превращать в аммиак атмосферный азот при обычных условиях.

Приведём примеры новейших разработок : 1. 22-летней девушке из Нидерландов с хроническим заболеванием костей — из-за чего толщина её черепа увеличилась на 1,5-5 см, что вызвало нарушение зрения и головные боли — сделали успешную пересадку верхней части черепной коробки, заменив её на пластиковый имплантат, напечатанный на 3D-принтере.

Новый орган сделан из полупрозпрачного пластика.Операция заняла 23 часа. Её провела группа хирургов в Университетском медицинском центре Утрехта. По заявлению представителей университета, это первый в мире случай пересадки черепа, который не был отторгнут организмом.

Имплантат изготовлен по индивидуальному заказу из прочного пластика, название которого не называется. После операции к пациенту вернулось зрение, она не проявляет никаких симптомов болезни и полностью работоспособна.

Специалисты и раньше печатали на 3D-принтере фрагменты черепа, но впервые им удалось пересадить столь крупный имплантат.

2. Реконструкция лица по данным томографии

Используя одни лишь данные сканирования фМРТ (функциональной магнито-резонансной томографии), исследователи из Йельского Университета смогли реконструировать лица людей, на которых смотрели испытуемые.

«Это разновидность чтения мыслей», говорит Марвин Чун (Marvin Chun), профессор психологии, нейробиолог и автор статьи в журнале Neuroimage. Количество информации, получаемое при фМРТ, уже позволило учёным предсказывать, какую сцену или объект вспоминает человек. Например, пляж, городскую улицу, животное или здание.

«Однако до недавнего времени можно было лишь сказать, что речь идёт просто о животном, а не о каком-то конкретном. Это уже гораздо более высокий уровень».

Один из студентов Чуна, Алан Коуэн (Alan Cowen), хотел выяснить, возможно ли реконструировать вспоминаемое одним человеком лицо другого человека. Задача была очень непростой, потому что лица людей похожи друг на друга куда больше, чем здания. Человек способен различать лица по гораздо большему количеству деталей по сравнению с другими объектами.

Коуэн со своим коллегой Брайсом Кулем (Brice Kuhl), показывали шестерым испытуемым изображения 300 разных лиц, в то же время проводя фМРТ. Данные сканирования были сведены в своеобразную статистическую библиотеку реакций мозга на конкретные лица. Во время следующей сессии сканирования испытуемым были показаны новые наборы лиц. Сопоставив результаты обоих этапов, учёные смогли реконструировать лица, которые были показаны испытуемым во второй раз.

Коуэн говорит, что точность реконструкции со временем вырастет, и он представляет, что их технология будет использоваться как исследовательский инструмент, например, для изучения того, как дети-аутисты реагируют на лица людей.

3. Биологи оснащают крупных акул, обитающих у побережья Австралии, электронными метками, которые предупреждают отдыхающих об опасности. Как только акула с «маячком» подплывает к берегу ближе чем на километр, метку обнаруживают установленные на побережье детекторы. Сообщение с координатами акулы, а так же информацией о её породе и размере публикуется в Твиттере. Такой способ предупреждения намного оперативнее и точнее любых других — обычно о приближении акулы становится известно, если её случайно заметят с какого-либо судна или с берега. На начало этого года помечено 338 акул.

В Австралии от нападений акул за последние два года погибли уже шесть человек — это самый высокий показатель в мире. Но массовое истребление акул неприемлемо с этической и экологической точек зрения. Акулы, сообщающие о своём приближении с помощью публичных твитов — элегантное и гуманное решение, считают учёные. Естественно, это не панацея — помечены далеко не все обитающие возле берегов Австралии хищники, к тому же акулы мигрируют в океане, иногда преодолевая огромные расстояния.

Тем не менее такая система оперативного оповещения может существенно уменьшить количество нападений, если люди будут ответственно относиться к своей безопасности.

Информация о перемещениях акулы, кроме предупреждения отдыхающих, имеет большую научную ценность — биологи получают возможность издалека наблюдать за животными в реальном времени, лучше изучить их повадки, ареал обитания и пути миграции.

4. Генетически модифицированные свиньи, светящиеся в темноте

Сам по себе эффект бесполезен в практическом смысле — разве только кто-то сочтёт любопытным, когда свиные отбивные будут светиться — а смысл эксперимента заключался в доказательстве факта успешного переноса флуоресцентного протеина из ДНК медузы в организм животного.

Долговременная цель исследований — использование и внедрение полезные генов в организм человека для противодействия генетическим болезням.

Менее масштабная цель характеризуется следующим примером: для людей, страдающих гемофилией, в будущем окажется возможным при помощи генетических манипуляций создавать требуемые для их лечения энзимы, повышающие фактор свёртываемости крови, прямо в животных, без необходимости постройки биохимических фабрик, стоимостью в миллионы долларов. Биотехнология решает не только конкретные задачи науки и производства.

У нее есть более глобальная методологическая задача — она расширяет и ускоряет масштабы воздействия человека на живую природу и способствует адаптации живых систем к условиям существования человека, т. е. к ноосфере. Биотехнология, таким образом, выступает в роли мощного фактора антропогенной адаптивной эволюции.


22:27 23.03.2017



Отзывы и комментарии
Ваше имя (псевдоним):
Проверка на спам:

Введите символы с картинки:



Как обеспечить электробезопасность в угрожающих ситуациях?

Как обеспечить электробезопасность в угрожающих ситу...

«Домашний электрик» должен руководствоваться принципом: не уверен — не лезь! Конечно, выполнить простую операцию типа замены розетки или выключателя может каждый. Если же р...
Вкусные рецепты: Простой и легкий шоколадно-арахисовый мусс, Карамельно-ореховый торт, Бананка-запеканка.

Вкусные рецепты: Простой и легкий шоколадно-арахисов...

Простой и легкий шоколадно-арахисовый муссВ кастрюльку мелко ломаем шоколад, туда же арахисовое масло и сливки. Ставим на водяную баню, периодически помешивая, до полного растворения шоколада и арахис...
Ружьё МЦ 20-01. Почему пулевое ружьё оказалось женского рода?

Ружьё МЦ 20-01. Почему пулевое ружьё оказалось женск...

МЦ 20−01 не совсем обычное гладкоствольное ружьё. Точнее, совсем необычное. Изящное, красивое, лёгкое. Жутко напоминает нарезной карабин из-за конструкции с болтовым затвором, как у знаменитой т...
Тромбоэмболия легочной артерии

Тромбоэмболия легочной артерии

Тромбоэмболия – это закупорка кровеносных сосудов тромбом. Так, тромб представляет собой сгусток крови. Процесс закупорки сосудов зачастую наступает внезапно, его течение стремительное и острое. Этот ...
Едали ли вы «кокки-ликки»? Нет? Самое время начать!

Едали ли вы «кокки-ликки»? Нет? Самое время начать!

А почему бы нам, любители вкусно поесть, не замахнуться на одну из кухонь старой доброй Англии, набиравшей свои обороты еще тогда, когда меланхолик Вилли Шекспир спаривал отпрыска Монтекки и дщер...
Как подобрать эффективную диету

Как подобрать эффективную диету

Любая диета - испытание для организма. Многие врачи считают, что безвредных диет не существует. Существуют опасности этого метода похудения: Индивидуальная непереносимость. Одна и та же диета м...
Самое интересное

Как вырастить сенполию из листового черенка?

Современные сорта сенполий имеют множество разнообразных расцветок, крупный размер цветка и обильное...

Сумерки, Новолуние, Затмение, Рассвет - книги Стеф

Влюбиться в вампира...Это страшно?Это романтично...Это прекрасно и мучительно...Но это не может конч...

Офисное кресло: материалы обивки

  Офисное кресло: материалы обивки Наравне с механическими опциями немаловажной деталью оф...

MMORPG. История болезни?

Сейчас принято говорить, что онлайн-игры стали почти наркотиком 21 века. В принципе, я согласна, но ...

Биопрепараты

Это препараты, действующим началом которых являются входящие в его состав живые микроорганизмы. При ...

Кролики и зайцы. Что могли бы рассказать они о себ

Продолжение доклада доктора Зай Атса, прочитанного на Всемирном форуме, посвященном Году Кролика. Ко...

Подаем документы на обучение в вуз или колледж. Ка

Пора приемной комиссии в вузах и колледжах в самом разгаре, а работники этих самых комиссий уже взмы...

Почему оленя лосем называют?

Олень и лось, конечно, принадлежат к одному семейству, но во многом эти животные совершенно разные, ...

Почему в литературных произведениях агат стал сино

В художественной литературе нередко встречаются такие выражения, в которых ювелирно-поделочный минер...

Клининговая компания. Чистота каждого кабинета.

Одно из числа самых популярных ответвлений среди мероприятий по сервисному обслуживанию зданий и пом...



О портале:

Наш сайт является ресурсом, который включает в себя полный перечень познавательных и занимательных статей. Каждый посетитель отыщет для себя что-нибудь нужное. Адаптированный дизайн дает возможность вам максимально быстро находить подходящую информацию. Самые разнообразные тематические статьи дают возможность вам совершенствоваться в той или иной сфере. Быть более начитанным и грамотным. Современный дизайн сайта позволяет просматривать статьи на всех гаджетах. Теперь отыскать нужную информацию стало просто.

Мы подобрали для вас полезные и интересные статьи. На нашем сайте вы найдете ответы на интересующие вас вопросы. Простая система поиска позволяет вам в кратчайшие сроки отыскать нужную информацию. Адаптированный дизайн позволяет вам просматривать информацию на любых гаджетах. Теперь, поиск необходимой информации будет занимать у вас считанные секунды.