Biotechnologie je průmysl zaměřený na manipulaci se živými organismy za účelem výroby komerčních produktů. Toto je však velmi široký pohled na tento rychle rostoucí vědecký průmysl.
Podle těchto definic by se staletí zemědělství a chovu zvířat kvalifikovala jako typy biotechnologií. Moderní chápání a využití této vědy, známé také jako biotechnologie, bylo zdokonaleno, aby vznikly nové léky a plodiny odolné vůči škůdcům.
Tyto inovace začaly vyvíjet, když Stanely Cohen a Herbert Boyer předvedli klonování DNA ve své stanfordské laboratoři v roce 1973. Biotechnologie se stala podstatou mnoha aspektů moderního každodenního života.
Technologie
Od prvních experimentů s klonováním DNA se vyvinuly techniky genetického inženýrství, které vytvářejí upravené biologické molekuly a geneticky navržené mikroorganismy a buňky. Genetici také vyvinuli způsoby, jak najít nové geny a zjistit, jak fungují, a vytvářet transgenní zvířata a rostliny.
Uprostřed této revoluce v oblasti bioinženýrství explodovaly komerční aplikace. Odvětví se vyvinulo kolem technik, jako je
genové klonování (replikace), řízená mutageneze (řízení genetických mutací) a Sekvenování DNA. Byly také vyvinuty a zavedeny interference RNA, značení a detekce biomolekul a amplifikace nukleových kyselin.The Biotech Markets: Medical and Agricultural
Biotechnologický průmysl je z velké části rozdělen na lékařský a zemědělský trh. Ačkoli se podnikavá biotechnologie používá také v jiných oblastech, jako je průmyslová výroba chemikálií a bioremediace, použití v těchto oblastech je stále specializované a omezené.
Na druhé straně prošel lékařský a zemědělský průmysl biotechnologickými revolucemi. To zahrnovalo nové - a někdy kontroverzní - výzkumné úsilí a rozvojové programy. Podniky se vyvinuly, aby využily boomu rozvoje biotechnologií. Tyto podniky kultivovaly strategie objevování, pozměňování nebo výroby nových biomolekul a organismů prostřednictvím bioinženýrství.
Biotechnologická spouštěcí revoluce
Biotechnologie představila zcela nový přístup k vývoji léčiv, který se nedal snadno integrovat do chemicky zaměřeného přístupu, který většina zavedených farmaceutických společností používala. Tento posun vyvolal vyrážku začínajících společností, počínaje založením společností Cetus (nyní součást Novartis Diagnostics) a Genentech v polovině 70. let.
Vzhledem k tomu, že v Silicon Valley existovala komunita rizikového kapitálu pro high-tech průmysl, mnoho raných biotechnologických společností se také seskupilo v oblasti San Francisco Bay Area. Za ta léta bylo založeno bezpočet startupových společností, které se snaží tento trh prosazovat.
Inovační uzly vyvinuté v USA ve městech jako Seattle, San Diego, North Carolina's Research Triangle Park, Boston a Philadelphia. Mezi mezinárodní biotechnologická centra patří města jako Berlín, Heidelberg a Mnichov v Německu; Oxford a Cambridge ve Velké Británii; a údolí Medicon ve východním Dánsku a jižním Švédsku.
Rychlejší navrhování nových drog
Lékařská biotechnologie s tržbami přesahujícími 150 miliard dolarů ročně získává většinu biotechnologických investic a dolarů na výzkum. Tato část biotechnologie gravituje kolem potrubí objevování drog, které začíná základním výzkumem identifikovat geny nebo proteiny spojené s konkrétními chorobami, které by mohly být použity jako lékové cíle a diagnostické markery.
Jakmile je nalezen nový genový nebo proteinový cíl, jsou vyšetřovány tisíce chemikálií, aby se zjistily potenciální léky, které ovlivňují cíl. Chemikálie, které vypadají, že by mohly fungovat jako léky (někdy označované jako „zásahy“), je třeba optimalizovat, zkontrolovat toxické vedlejší účinky a otestovat je v klinických studiích.
Lékařské biotechnologické společnosti
Biotech byl nápomocen v počátečních fázích objevování léků a screeningu. Většina velkých farmaceutických společností má aktivní výzkumné programy zaměřené na objevování cílů, které jsou silně závislé na biotechnologiích. Menší začínající společnosti, jako jsou Exelixis, BioMarin Pharmaceuticals a Cephalon (získané společností Teva Pharmaceutical) se zaměřil na objev a vývoj léků tím, že často používal jedinečné patentované výrobky techniky.
Kromě přímého vývoje léků hledají společnosti jako Abbott Diagnostics a Becton, Dickinson and Company (BD) způsoby, jak využít nové geny související s onemocněním k vytvoření nové klinické diagnostiky.
Mnoho z těchto testů identifikuje nejcitlivější pacienty na nové léky přicházející na trh. Podporou výzkumu nových léků je také dlouhý seznam společností zabývajících se výzkumem a dodávkami do laboratoří, které poskytují základní soupravy, činidla a vybavení.
Například společnosti jako Thermo-Fisher, Promega a řada dalších poskytují laboratorní nástroje a vybavení pro biologický výzkum. Společnosti jako Molecular Devices a DiscoveRx poskytují speciálně upravené buňky a detekční systémy pro screening potenciálních nových léků.
Zemědělská biotechnologie: lepší potraviny
Stejná biotechnologie použitá při vývoji léčiv může také zlepšit zemědělské a potravinářské výrobky. Na rozdíl od farmaceutických přípravků však genetické inženýrství nevyvolalo vyrážku nových startupů ag-biotechnologií. Rozdíl může být v tom, že i přes technologický skok vpřed biotechnologie zásadně nezměnila povahu zemědělského průmyslu.
Manipulace s plodinami a hospodářskými zvířaty za účelem optimalizace genetiky s cílem zlepšit užitek a zlepšit výnosy probíhá již tisíce let. Bioinženýrství svým způsobem poskytuje novou pohodlnou metodu. Založené zemědělské společnosti, jako jsou Dow a Monsanto (které získala společnost Bayer), jednoduše začlenily biotechnologie do svých programů výzkumu a vývoje.
Rostlinné a živočišné GMO
Většina zaměření na ag-biotechnologie je na zlepšení plodin, který jako podnik byl docela úspěšný. Od zavedení první geneticky modifikované kukuřice v roce 1994 se normou staly sponky pro transgenní plodiny, jako je pšenice, sója a rajčata.
Nyní je více než 90% kukuřice, sóji a bavlny pěstované v USA biotechnologicky. Přestože zaostává za rostlinami s bioinženýrstvím, využití biotechnologií pro zdokonalování hospodářských zvířat je také velmi rozšířené.
Dolly, první klonovaná ovce, byla vytvořena v roce 1996. Od té doby se klonování zvířat stalo běžnějším a je jasné, že transgenní hospodářská zvířata jsou okamžitá horizont - v roce 2019 obdržela společnost AquaBounty (pěstitelé lososů geneticky upravených) povolení od FDA k výstavbě jejich zařízení v Indiana a importovat jejich upravená vejce z lososa, která se budou chovat pro potraviny v USA
Ačkoli geneticky modifikované organismy (GMO) vyvolaly v posledních letech mnoho kontroverzí, ag-biotechnologie se stala docela dobře zavedenou. Podle nejnovějších dostupných briefingů od International Service for the Acquisition of Agri-biotech Aplikace, výsadby geneticky modifikovaných plodin dosáhly v roce 2017 189,8 milionu hektarů, což je nárůst ze 185,1 milionu hektarů v roce 2016.