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:



Ковёр в интерьере. Это всё ещё актуально?

Ковёр в интерьере. Это всё ещё а...

Ковёр никогда не исчезнет из интерьера. Любая комната обретёт больше уюта и в интерьере не будет незавершённости, если ковёр размещён правильно. В настоящее время ковёр приобретается не для того, чтоб...
Грудное вскармливание: что «приготовить на обед» новорожденному?

Грудное вскармливание: что «приг...

Что ест ребенок сразу после того, как родился? Скорее всего — молоко матери, в редких случаях — молочную смесь. Как ни странно, в этой статье речь пойдет не о том, как приготови...
Инфракрасная сауна: оазис для Вашей квартиры

Инфракрасная сауна: оазис для Ва...

Инфракрасные тепловые кабины были изобретены японскими учеными в середине прошлого века, и вскоре стали необычайно популярными. А теперь они, к тому же, еще и вполне доступны. «Домашняя сауна» - слов...
А зачем нужно «Сколково»?

А зачем нужно «Сколково»?

А может ли вообще организация типа «Сколково» повлиять на развитие российской экономики в её нынешнем виде? Вот совокупное мнение независимых экспертов из наших коммерческих компаний...
О тебе все расскажет твой автомобиль

О тебе все расскажет твой автомо...

Вы не раз слышали: "Скажи мне какая у тебя машина, и я скажу какой ты сам. " Что означает это выражение? Я совсем не красивый красный купе, когда езжу один, и уж явно не мощный суперкар, т...
Биохимия омоложения организма

Биохимия омоложения организма

Омоложение организма заключается в помощи организму использовать потенциал,данный природой. Как это сделать? Один из ответов на этот вопрос мы рассмотрим. Каждую минуту в клетке нашего организма прои...
Авто и МотоЕда, рецептыФлора и фаунаКультура, искусство, историяРабота и карьераКомпьютеры и ИнтернетОбустройство бытаОбучениеДом и семьяКрасота и здоровьеИнтимная жизнь
Стоит прочесть:

О информационном 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.