Сущность современных биотехнологий и их роль в современном производстве

Обновлено: 24.09.2022

Биотехнология — наука об использовании живых организмов, биологических процессов и систем в производстве, включая превращение различных видов сырья в продукты. В традиционном, классическом, понимании биотехнология — это наука о методах и технологиях производства различных веществ и продуктов с использованием природных биологических объектов и процессов.

По определению академика Ю.А. Овчинникова, биотехнология — комплексная, многопрофильная область научно - технического прогресса, включающая разнообразный микро-биологический синтез, генетическую и клеточную инженерную энзимологию, использование знаний, условий и последовательности действия белковых ферментов в организме растений, животных и человека, в промышленных реакторах.

К биотехнологии относится:

  • трансплантация эмбрионов,
  • получение трансгенных организмов,
  • клонирование

Биологические технологии (биотехнологии) обеспечивают управляемое получение полезных продуктов для различных сфер человеческой деятельности, базируясь на использовании каталитического потенциала биологических агентов и систем различной степени организации и сложности — микроорганизмов, вирусов, растительных и животных клеток и тканей, а также внеклеточных веществ и компонентов клеток.

Развитие и преобразование биотехнологии обусловлено глубокими переменами, происшедшими в биологии в течение последних 25-30 лет. Основу этих событий составили новые представления в области молекулярной биологии и молекулярной генетики. В то же время нельзя не отметить, что развитие и достижения биотехнологии теснейшим образом связаны с комплексом знаний не только наук биологического профиля, но также и многих других.

Расширение практической сферы биотехнологии обусловлено также социально-экономическими потребностями общества. Для жизнеобеспечения человека, повышения качества жизни и ее продолжительности становится все более необходимым освоение принципиально новых методов и технологий.

Биотехнология — основа научно-технического прогресса и повышения качества жизни человека.

Биотехнология как область знаний и динамически развиваемая промышленная отрасль призвана решить многие ключевые проблемы современности, обеспечивая при этом сохранение баланса в системе взаимоотношений «человек - природа - общество», ибо биологические технологии (биотехнологии), базирующиеся на использовании потенциала живого по определению нацелены на дружественность и гармонию человека с окружающим его миром.

В настоящее время биотехнология подразделяется на несколько наиболее значимых сегментов: это «белая», «зеленая», «красная», «серая» и «синяя» биотехнология.

  • К белой биотехнологии относят промышленную биотехнологию, ориентированную на производство продуктов, ранее производимых химической промышленностью, - спирта, витаминов, аминокислот и др. (с учетом требований сохранения ресурсов и охраны окружающей среды).
  • Зеленая биотехнология охватывает область, значимую для сельского хозяйства. Это исследования и технологии, направленные на создание биотехнологических методов и препаратов для борьбы с вредителями и возбудителями болезней культурных растений и домашних животных, создание биоудобрений, повышение продуктивности растений, в том числе с использованием методов генетической инженерии.
  • Красная (медицинская) биотехнология — наиболее значимая область современной биотехнологии. Это производство биотехнологическими методами диагностикумов и лекарственных препаратов с использованием технологий клеточной и генетической инженерии (зеленые вакцины, генные диагностикумы, моноклональные антитела, конструкции и продукты тканевой инженерии и др.).
  • Серая биотехнология занимается разработкой технологий и препаратов для защиты окружающей среды; это рекультивация почв, очистка стоков и газовоздушных выбросов, утилизация промышленных отходов и деградация токсикантов с использованием биологических агентов и биологических процессов.
  • Синяя биотехнология в основном ориентирована на эффективное использование ресурсов Мирового океана. Прежде всего, это использование морской биоты для получения пищевых, технических, биологически активных и лекарственных веществ. Современная биотехнология — это одно из приоритетных направлений национальной экономики всех развитых стран.

Путь повышения конкурентности биотехнологических продуктов на рынках сбыта является одним из основных в общей стратегии развития биотехнологии промышленно развитых стран. Стимулирующим фактором выступают специально принимаемые правительственные программы по ускоренному развитию новых направлений биотехнологии. Госпрограммы предусматривают выдачу инвесторам безвозмездных ссуд, долгосрочных кредитов, освобождение от уплаты налогов.

В связи с тем, что проведение фундаментальных и ориентированных работ становится все более дорогостоящим, многие страны стремятся вывести значительную часть исследований за пределы национальных границ.

ИСТИНА

Вирусы растений и искусственные вирусоподобные частицы: изучение биологических и структурных особенностей и использование в биотехнологии НИР

Plant viruses and artificial virus-like particles: a study of the biological and structural features and application in biotechnology

  • Руководитель НИР: Атабеков И.Г.
  • Участники НИР: Аграновский А.А., Архипенко М.В., Атабекова А.К., Борисова О.В., Бутенко К.О., Гасанова Т.В., Глушко С.В., Гмыль А.П., Гоголева Л.А., Гуцол О.А., Гущин В.А., Евтушенко Е.А., Зиновкин Р.А., Иванов П.А., Карганова Г.Г., Карпова О.В., Коваленко А.О., Кондакова О.А., Лазарева Е.А., Лазаревич Н.Л., Летаров А.В., Макарова С.С., Махотенко А.В., Морозов С.Ю., Никитин Н.А., Петрова Е.К., Петухова Н.В., Пундик М.В., Путляев Е.В., Решетникова В.Г., Рутковский О.Е., Рябчевская Е.М., Светиков А.В., Семенова Л.В., Скурат Е.В., Соловьев А.Г., Соловьев А.Г., Соловьева А.Д., Хромов А.В., Чирков С.Н., Шевелева А.А.
  • Подразделение: Кафедра вирусологии
  • Срок исполнения: 1 января 2016 г. - 31 декабря 2020 г.
  • Номер договора (контракта, соглашения): 10-1-16
  • Номер ЦИТИС: АААА-А16-116021660043-8
  • Тип: Фундаментальная
  • Приоритетное направление научных исследований: Физико-химические основы биологии и биотехнологии
  • Приоритеты и перспективы НТР Российской Федерации согласно Стратегии НТР РФ: переход к высокотехнологичному здравоохранению и технологиям здоровьесбережения
  • ПН России: Науки о жизни
  • Направление технологического прорыва России: Медицинские технологии и лекарственные средства
  • Критическая технология России: Геномные, протеомные и постгеномные технологии
  • Рубрики ГРНТИ:
    • 34.15.27 Генетическая инженерия
    • 34.15.31 Молекулярная биология вирусов
    • 34.25.01 Общие вопросы
    • 34.25.17 Морфология и физиология вирусов
    • 34.25.19 Репликация вирусов
    • 34.25.23 Противовирусный иммунитет
    • 34.25.29 Биология вирусов человека, животных, растений и бактерий
    • 34.25.37 Вирусные препараты

    Планируется: 1. Изучение процесса сборки, размеров, агрегационного состояния и биологической активности вирусов растений, вирусоподобных частиц и комплексов, полученных на их основе. Изучение структуры и функций капсидных белков, вирусоподобных и химерных частиц вирусов растений для создания адъювантов нового поколения. Доклинические исследования кандидатной вакцины против краснухи, полученной на основе структурно модифицированных вирусов растений в качестве универсальной платформы – адъюванта. 2. Совершенствование технологий продукции в растениях вирусов с химерными белками оболочки, несущими эпитопы медицинского или иного назначения. Создание новых вирусных векторов на основе геномов вирусов растений. Изучение способности разных вирусов-векторов к формированию в растениях химерных вирусных частиц из одного или нескольких белков оболочки, несущих различные поверхностные антигены. Изучение биологических свойств химерных вирусов. 3. Изучение структурных и функциональных свойств белков ряда фитовирусов для выявления их роли в патогенезе и взаимодействии с клеточными белками хозяина. 4. Изучение распространенности, круга хозяев, антигенных свойств, генетического разнообразия и молекулярной гетерогенности российских изолятов экономически важного вируса оспы (шарки) сливы (ВШС), поражающего плодовые культуры.

    1.Получение моделей кандидатных вакцин на основе вирионов фитовирусов и вирусоподобных частиц, полученных на их основе. 2.Получение в растениях моделей потенциальных вакцин - химерных фитовирусов, способных нести на своей поверхности чужеродные антигены 3. Получение новых результатов о структурных и функциональных свойств белков ряда фитовирусов для выявления их роли в патогенезе и взаимодействии с клеточными белками хозяина. 4. Получение данных о распространенности, круга хозяев, антигенных свойств, генетического разнообразия и молекулярной гетерогенности российских изолятов экономически важного вируса оспы (шарки) сливы (ВШС), поражающего плодовые культуры для целей планирования ведения безвирусного плодоводства.

    На основе генома ВТМ создан вектор TMV-С-lys кодирующий дополнительный остаток лизина в С-концевой части белка оболочки, обеспечивающий образование в растениях модифицированных вирионов, способных к химической конъюгации с чужеродным эпитопом. Исследованы биологические и иммунологические свойства Московского изолята вируса мягкой крапчатой мозаики лиатриса (Gayfeather mild mottle mosaic virus, GfMMV) и нуклеотидные последовательности его генома для использования данного вируса в качестве перспективного объекта для «зеленой» биотехнологии Изучено распределение заряда на поверхности вириона у вирусов растений со спиральной структурой. Показано, что зона с повышенной плотностью отрицательного заряда находится на одном торце вириона, и основной вклад в формирование этой зоны вносит вирусная РНК. Отработаны подходы к изучению способности транспортных белков бинарного транспортного блока (БТБ) вируса зеленой пятнистости гибискуса (ВЗПГ) изменять пропускную способность микроканалов плазмодесм (ПД). Отработана методика приготовления образцов растительных тканей для визуализации ПД. Показана важная роль мембран ЭПР в транспорте ВЗПГ от клетки и клетке и подтверждена модель механизма транспорта, основанная на латеральном движении ТБ вдоль мембран ЭПР к ПД. Предварительные результаты показывают, что молекулярный механизм транслокации ТБ через ПД может разниться у различных вирусов. Получены предварительные данные о взаимодействии первого и второго транспортных белков БТБ in vivo. Проведена молекулярная характеризация новых изолятов вируса оспы (шарки) сливы, PPV, адаптированных к вишне. Показано, что новые изоляты кластеризуются отдельно от известных вишневых штаммов PPV. Впервые изоляты PPV были обнаружены на вишне кустарниковой (P. fruticosa). Показано, что они, по-видимому, относятся к группе необычных вишневых изолятов, ранее обнаруженных в Татарстане. Показано, что зараженность PPV, по-видимому, непосредственно не влияет на продуктивность деревьев вишни.

    Источник финансирования НИР

    Этапы НИР

    Прикрепленные к НИР результаты

    Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, . ). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".

    Что такое генная инженерия и зачем вмешиваться в природу организмов

    Фото: Pixabay

    Современная генная инженерия позволяет «включать» и «выключать» отдельные гены, программируя новый генотип, в том числе, и человеческий. Это вызывает немало опасений, хотя многие открытия уже принесли человечеству пользу

    Содержание:

    Генная инженерия — это современное направление биотехнологии, объединяющее знания, приемы и методики из целого блока смежных наук — генетики, биологии, химии, вирусологии и так далее — чтобы получить новые наследственные свойства организмов.

    Перестройка генотипов происходит путем внесения изменений в ДНК (макромолекулу, обеспечивающую хранение, передачу из поколения в поколение и реализацию генетической программы развития и функционирования живых организмов) и РНК (одну из трех основных макромолекул, содержащихся в клетках всех живых организмов).

    Если внести в растение, микроорганизм, организм животного или даже человека новые гены, можно наделить его новой желательной характеристикой, которой до этого он никогда не обладал. С этой целью сегодня генная инженерия используется во многих сферах. Например, на ее основе сформировалась отдельная отрасль фармацевтической промышленности, представляющая собой одну из современных ветвей биотехнологии.

    Фото:Unsplash

    История развития

    Истоки

    Основы классической генетики были заложены в середине XIX века благодаря экспериментам чешского-австрийского биолога Грегора Менделя. Открытые им на примере растений принципы передачи наследственных признаков от родительских организмов к их потомкам в 1865 году, к сожалению, не получили должного внимания у современников, и только в 1900 году Хуго де Фриз и другие европейские ученые независимо друг от друга «переоткрыли» законы наследственности.

    Параллельно с этим шел процесс формирования знаний о ДНК. Так, в 1869 году швейцарский биолог Фридрих Мишер открыл факт существования макромолекулы, а в 1910 году американский биолог Томас Хант Морган обнаружил на основе характера наследования мутаций у дрозофил, что гены расположены линейно на хромосомах и образуют группы сцепления. В 1953 году было сделано важнейшее открытие — американец Джон Уотсон и британец Фрэнсис Крик установили молекулярную структуру ДНК.

    На подъеме

    К концу 1960-х годов генетика активно развивалась, а ее важными объектами стали вирусы и плазмиды. Были разработаны методы выделения высокоочищенных препаратов неповрежденных молекул ДНК, плазмид и вирусов, а в 1970-х годах был открыт ряд ферментов, катализирующих реакции превращения ДНК.

    Генная инженерия как отдельное направление исследовательской работы зародилась в США в 1972 году, когда в Стэнфордском университете ученые Пол Берг, Стэнли Норман Коэн, Герберт Бойер и их научная группа внедрили новый ген в бактерию кишечной палочки (E. coli), то есть создали первую рекомбинантную ДНК.

    Техника ПЦР была впервые разработана в 1980-х годах американским биохимиком Кэри Маллисом. Будущий лауреат Нобелевской премии по химии (1993 года), обнаружил в специфический фермент — ДНК-полимеразу, который участвует в репликации ДНК. Этот фермент буквально считывает отрезки цепи нуклеотидов молекулы и использует их в качестве шаблона для последующего копирования генетической информации.

    Новая эра

    В 1996 году методом пересадки ядра соматической клетки в цитоплазму яйцеклетки на свет появилось первое клонированное млекопитающее — овца Долли. Это событие стало революционным в истории развития генной инженерии, потому что впервые стало возможным серьезно говорить о создании клонов и выращивании живых организмов на основе молекул.

    Технологии генной инженерии

    Генная инженерия за короткий срок оказала огромное влияние на развитие различных молекулярно-генетических методов и позволила существенно продвинуться на пути познания генетического аппарата.

    Так, появилась технология CRISPR — инструмент редактирования генома. В 2014 году MIT Technology Review назвал его «самым большим биотехнологическим открытием века». Он основан на защитной системе бактерий, которые производят специальные ферменты, позволяющие им защищаться от вирусов.

    «Каждый раз, когда бактерия убивает вирус, она разрезает остатки его генома, будь то ДНК или РНК, и сохраняет их внутри последовательности CRISPR, как в архив. Как только вирус атакует снова, бактерия использует информацию из «архива» и быстро производит защитные белки Cas9, в которых заключены фрагменты генома вируса. Если вдруг эти фрагменты совпадают с генетическим материалом нынешнего атакующего вируса, Cas9 как ножницами разрезает захватчика, и бактерия снова в безопасности», — поясняет Алевтина Федина, медицинский директор Checkme.

    Уникальное открытие состоялось в 2011 году, когда биологи Дженнифер Дудна и Эммануэль Шарпантье обнаружили, что белок Cas9 можно обмануть. Если дать ему искусственную РНК, синтезированную в лаборатории, то он, найдя в «архиве» соответствие, нападет на нее. Таким образом, с помощью этого белка можно резать геном в нужном месте — и не просто резать, а еще и заменять другими генами.

    Фото:Vladislav Gajic / Shutterstock

    Теоретически, технология CRISPR может позволить редактировать любую генетическую мутацию и излечивать заболевание, которое она вызывает. Но практические разработки CRISPR в качестве терапии еще только в начальной стадии, и многое еще непонятно.

    Есть и другие методы генной инженерии, например, ZFN и TALEN.

    • ZFN разрезает ДНК и вставляет туда заготовленный заранее новый фрагмент с помощью белков с ионами цинка (отсюда название — Zinc Finger Nuclease).
    • TALEN делает то же самое, только используя TAL-белки. Для обеих технологий приходится создавать отдельные белки, а это очень долгая работа, поэтому пока два этих метода особого применения не нашли.

    Где и как применяется генная инженерия

    Медицина

    Уже сейчас активно применяется инсулин человека (хумулин), полученный посредством рекомбинантных ДНК. Клонированные гены человеческого инсулина были введены в бактериальную клетку, где начался синтез гормона, который природные микробные штаммы никогда не синтезировали. С 1982 года компании США, Японии, Великобритании и других стран производят генно-инженерный инсулин.

    Кроме того, несколько сотен новых диагностических препаратов уже введены в медицинскую практику. Среди лекарств, находящихся в стадии клинического изучения, препараты, потенциально лечащие артрозы, сердечно-сосудистые заболевания, онкологию и СПИД. Среди нескольких сотен генно-инженерных компаний 60% заняты именно разработкой и производством лекарственных и диагностических средств.

    «В медицине среди достижений генной инженерии сегодня можно выделить терапию рака, а также другие фармакологические новинки — исследования стволовых клеток, новые антибиотики, прицельно бьющие по бактериям, лечение сахарного диабета. Правда, пока все это на стадии исследований, но результаты многообещающие», — говорит Алевтина Федина.

    Сельское хозяйство

    В сельском хозяйстве одна из важнейших задач генной инженерии — получение растений и животных, устойчивых к вирусам. В настоящее время уже есть виды, способные противостоять воздействию более десятка различных вирусных инфекций.

    Еще одна задача связана с защитой растений от насекомых-вредителей. Путем генетической модификации растений можно уменьшить интенсивность обработки полей пестицидами. Например, трансгенные растения картофеля и томатов стали устойчивы к колорадскому жуку, растения хлопчатника — к разным насекомым, в том числе и к хлопковой совке.

    Использование генной инженерии позволило сократить применение инсектицидов (препаратов для уничтожения насекомых) на 40–60%.

    Благодаря генной инженерии зерновые культуры стали более устойчивы к климатическим условиям, кроме того появилась возможность увеличить количество витаминов и полезных веществ в продукте. Например, можно обогатить рис витамином «А» и выращивать его в тех регионах, где люди имеют массовую нехватку этого элемента.

    С помощью генной инженерии пытаются решить и экологические проблемы. Так, уже созданы особые сорта растений с функцией очистки почвы. Они поглощают цинк, никель, кобальт и иные опасные вещества из загрязненных промышленными отходами почв.

    Скотоводство

    В Кемеровской области работа генетиков позволила получить устойчивое к вирусу лейкоза племенное поголовье высокопродуктивных животных. Для проведения эксперимента кузбасские ученые отобрали здоровых коров черно-пестрой породы массой до 500 кг. Животным трансплантировали модифицированные эмбрионы, устойчивые к вирусу лейкоза. В середине сентября 2020 года родилось 19 телят с измененными генами.

    «В месячном возрасте была проведена оценка, которая показала, что телята отличаются от своих сверстников только устойчивостью к вирусу. Пять особей отобрали для дальнейшей селекционной работы. Это позволит закрепить наследственные признаки устойчивости к вирусу лейкоза у последующих поколений», — пояснила руководитель проекта, доктор биологических наук, профессор кафедры зоотехнии Кузбасской ГСХА Татьяна Зубова.

    По словам Зубовой, лейкоз крупного рогатого скота — вирусная хронически неизлечимая болезнь, при которой возникают поражение кроветворной системы и новообразования. Данное заболевание наносит значительный ущерб генофонду пород и мясной промышленности в целом, потому что мясо зараженных животных запрещено употреблять в пищу. Единственным доступным методом борьбы с лейкозом ранее было только уничтожение зараженного скота.

    Этот успех позволяет говорить о том, что в дальнейшем будет возможно редактировать гены крупного рогатого скота и от других болезней.

    С прицелом на человека

    В 2009 году группа ученых под руководством молодого исследователя Джея Нейтца из Вашингтонского университета сумели с помощью генной терапии вернуть обезьянам способность различать оттенки зеленого и красного, которой они были лишены от рождения.

    В область сетчатки глаза двух подопытных обезьян был введен безвредный вирус, несущий недостающий ген фоточувствительного рецептора. Вскоре после процедуры обе обезьяны начали различать оттенки красного и зеленого на сером фоне. Два года наблюдения не выявили у них каких-либо нарушений, поэтому ученые не исключают, что данную методику уже вскоре можно будет применять у людей, страдающих дальтонизмом.

    Ученые шагнули еще дальше и уже пробуют выращивать в теле животных органы для трансплантации людям. Для минимизации риска отторжения тканей животным вводят специальные гены. Этими опытами занимается научная лаборатория Рослинского института в Великобритании, которая представила миру овцу Долли.

    В 2019 году британские ученые вывели кур, яйца которых содержат два вида человеческих белков, способных противодействовать артриту и некоторым видам онкологических заболеваний. В яйцах содержится человеческий белок под названием IFNalpha2a, обладающий мощными противовирусными и противораковыми свойствами, а также человеческий и свиной вариант белка под названием макрофаг-CSF, который планируют использовать для создания препарата, стимулирующего самостоятельное заживление поврежденных тканей.


    Изменение ДНК человека

    Первые клинические испытания методов генной терапии были предприняты 22 мая 1989 года с целью генетического маркирования опухоль-инфильтрующих лимфоцитов в случае прогрессирующей меланомы.

    14 сентября 1990 года в Бетесде (США) четырехлетней девочке, страдающей наследственным иммунодефицитом, обусловленным мутацией в гене аденозиндезаминазы (АDA), были пересажены ее собственные лимфоциты.

    Работающая копия гена ADA была введена в клетки крови с помощью модифицированного вируса, в результате чего клетки получили возможность самостоятельно производить необходимый белок. Через шесть месяцев количество белых клеток в организме девочки поднялось до нормального уровня.

    После этого область генной терапии получила толчок к дальнейшему развитию. С 1990-х годов сотни лабораторий ведут исследования по использованию генной терапии для лечения различных заболеваний. Уже сегодня с помощью генной терапии можно лечить диабет, анемию и некоторые виды онкологии.

    Генная терапия

    Генная терапия — введение, удаление или изменение генетического материала, в частности ДНК или РНК, в клетке пациента для лечения определенного заболевания.

    Существует три основных стратегии использования генной терапии:

    1. Замена мутировавшего гена, вызывающего заболевание, здоровой копией.
    2. Инактивация или «выбивание» мутировавших генов, которые функционируют неправильно.
    3. Введение нового гена в организм, помогающего бороться с болезнью.

    Наиболее часто применяемый метод включает вставку «терапевтического» гена для замены «ненормального» или «вызывающего болезнь».

    В 2015 году впервые была проведена процедура изменения ДНК человека с целью продления молодости клеток, когда американке Элизабет Пэрриш 44 лет ввели в организм препарат, влияющий на ДНК, а в 2018 году китайский ученый Хэ Цзянькуй заявил, что с его помощью у двух детей-близнецов якобы изменены гены для выработки у них иммунитета к вирусу ВИЧ, носителем которого являлся их отец.

    Фото:Антон Новодережкин / ТАСС

    Все это, с одной стороны, выглядит грандиозно и обнадеживает, но с другой, — вызывает опасения, ведь генетические манипуляции, теоретически, возможно использовать не только в благих и мирных целях.

    После эксперимента с ДНК близнецов в Китае, ЮНЕСКО выступила с инициативой о запрете изменения генов у новорожденных до того момента, пока достоверно не будет доказана безопасность таких манипуляций.

    Этическая сторона вопроса

    В 1997 году ЮНЕСКО выпустила Всеобщую декларацию о геноме человека и его правах, рекомендовав мораторий на генетическое вмешательство в зародышевую линию человека, а в декабре 2015 года на международном саммите по геномному редактированию человека изменение гаметоцитов и эмбрионов для генерации наследственных изменений у людей было объявлено безответственным.

    Российское сообщество генетиков в большинстве своем считает, что такие эксперименты на данный момент преждевременны и требуют более глубокого исследования и обсуждений.

    «Вопрос клонирования уже давно стоит на горизонте. Этично ли выращивать клонов, чтобы потом забирать их органы для трансплантации человеку… Большой вопрос. Само собой, это абсолютно нормально, что нет единой точки зрения, ведь смысл подобных дискуссий как раз в том, чтобы найти правильные формулировки и отрегулировать потенциально спасительное, но при этом очень опасное знание», — говорит Алевтина Федина.

    Страх неизвестности

    Вариантов развития событий в области генной инженерии существует множество, и далеко не все они изучены и, в принципе, известны. Поэтому они должны быть последовательно зафиксированы и регламентированы.

    Естественно, больше всего опасений вызывают плохие сценарии развития событий. Как правило, все начинается с помощи людям и изобретения новых лекарств. Но потом человек может прийти к желанию сделать своего ребенка светловолосым и зеленоглазым или создать армию универсальных солдат, не боящихся боли и не ведающих страха.

    Олег Долгицкий, социальный философ, отмечает, что современное общество настолько неоднородно в культурном и экономическом плане, что любые методы, способные существенно изменить геном, могут создать условия не только для классового, но и видового расслоения, где представители «первого мира» смогут существенно продлевать свою жизнь и не бояться никаких болезней, в отличие от менее богатых людей. Это является серьезнейшей почвой для конфликтов и столкновений.

    Эксперты убеждены, что генная инженерия — это будущее медицины. Возможность избавить младенца от пожизненного гнета заболевания, излечить людей от рака, найти лекарство против ВИЧ — за всем этим будет стоять генная инженерия. При этом желание человека изменить, например, цвет глаз или предотвратить наследственное заболевание, несмотря на все риски, будет только расти. И похоже, что остановить этот процесс уже не представляется возможным.

    12 методов использования микроорганизмов в промышленности

    За счет окисления содержащихся в руде сульфидов позволяет вести добычу металлов из забалансованных руд. Выщелачиванию могут подвергаться: уран, медь, цинк, кобальт, марганец и т.д.

    Бактериальное выщелачивание металлов

    Метаногенез

    Метанобразующие бактерии совместно с ацетоногенной микрофлорой осуществляют превращение органических веществ в смесь метана и углекислоты.

    Молекула метана

    Обнаружение мышьяка

    Специальные биосенсоры помогают обнаруживать загрязнение питьевой воды мышьяком, который представляет большую опасность для человека. В присутствии мышьяка бактерии начинают флуоресцировать.

    Мышьяк в воде

    Переработка пластика

    Существуют бактерии, питающиеся пластиком. С помощью ферментов они способны разделить пластик на два компонента. В последствие эти компоненты могут быть использованы для повторного изготовления ПЭТ.

    Пластиковые отходы

    Нахождение опухолей

    На данный момент подобные исследования проводились только на мышах. Штаммы бактерий вводились в организм животных. Если в организме мыши была опухоль, то бактерии начинали светится. Этот люминесцентный сигнал позволяет находить заболевания всего в 1 квадратный миллиметр.

    Опухоль

    Производство графена

    В настоящее время производство графена – очень трудоемкий процесс. Его получают, снимая слои графита посредством клейкой ленты. Однако голландские ученые нашли более эффективный способ, основанные на смешивании окисленного графита с бактериями. Причем получаемый таким образом графен более стабилен, имеет более тонкий слой и хранится намного дольше обычного.

    Графен

    Получение лекарственных препаратов

    В современной медицине бактерии применяются для изготовления многих препаратов, например, для инсулина и интерферона, различных антибиотиков (стрептоми­цина, нистатина, эритромицина, олеандомицина и др.).

    Лекарственные препараты

    Сельское хозяйство

    Бактерии широко используются в сельском хозяйстве. Например, для производства удобрений, для создания высокоурожайных сортов или обогащения почвы азотом. А с целью повышения урожайности используются бактериальные удобрения, такие как азотобактерин, нитрагин, фосфобактерин.

    Удобрения

    Животноводство

    С помощью бактерий производят так называемый силос – высококачественный корм для животных. Для его получения заквашивают измельченною массу из травянистых растений, например, из кукурузы, подсолнечника и т.д.

    Силос - корм для животных

    Биологическая очистка сточных вод

    Штаммы микроорганизмов в различном виде применяются для очистки промышленных стоков. Микроорганизмы способствуют окислению органических веществ, удалению различных загрязнителей. Биопрепараты также помогают бороться с неприятным запахом.

    Биологическая очистка сточных вод

    Разложение ПХБ

    Ученые обнаружили бактерий, питающихся ПХБ в аэробных условиях. Внедрение данной биотехнологии в промышленность позволит решить проблему утилизации опасных химических веществ.

    ПХБ

    Пищевая промышленность

    Бактерии используются для производства винного уксуса, квашения капусты, изготовления молочнокислых продуктов.

    Вакцины и сыворотки

    Патент РФ №2702833
    Дата публикации: 11.10.2019
    Название: Штамм вируса гриппа A/HK/HK/6:2/2016 (H9N2) для получения инактивированных и живых гриппозных вакцин
    Патентообладатель: Федеральное государственное бюджетное учреждение "Научно-исследовательский институт гриппа имени А.А. Смородинцева" Министерства здравоохранения Российской Федерации
    Реферат:
    Изобретение относится к области биотехнологии. Изобретение представляет собой Influenzavirus А, подтип H9N2, штамм А/HK/HK/6:2/2016 (H9N2), депонированный в Государственную коллекцию вирусов ФГБУ «ФНИЦЭМ им. Н.Ф. Гамалеи» Минздрава России под №2884, для производства инактивированных и живых гриппозных вакцин против потенциально пандемического вируса гриппа A/H9N2. Изобретение позволяет усилить защитные действия вакцин против пандемического вируса гриппа А подтипа Н9. Патент РФ №2703147
    Дата публикации: 15.10.2019
    Название: Способ получения вакцинных антигенов, получаемые вакцинные антигены и их применение
    Патентообладатель: Каликсар (FR), Юниверсите Клод Бернар Лион 1 (FR), Оспис Сивиль Де Лион (FR)
    Реферат:
    Изобретение относится к области биотехнологии. Изобретение представляет собой способ получения вакцинного антигена вируса гриппа, включающий стадию фрагментирования биологической мембраны, связанной с данным вакцинным антигеном путем приведения данной биологической мембраны в контакт по меньшей мере с одним каликсареном, где вирус гриппа выбран из вирусов гриппа A и вирусов гриппа B, дополнительно включающий стадию диализа вакцинного антигена; вакцину против вируса гриппа, включающую эффективное количество вакцинного антигена вируса гриппа, полученного способом, по любому из пп. 1-4, каликсарен формулы (II) в виде эксципиента в количестве от 0,1 до 1000 мкг от общей массы вакцины и фармацевтически приемлемый носитель; применение каликсарена формулы. Изобретение позволяет расширить спектр средств для получения вакцинных антигенов. Патент РФ №2701948
    Дата публикации: 02.10.2019
    Название: Способ получения парвовируса, характеризующегося высоким титром инфекционности и высокой чистотой
    Патентообладатель: Асахи Касеи Медикал Ко., ЛТД. (JP)
    Реферат:
    Изобретение относится к биотехнологии, а именно, способу получения парвовируса, происходящего из неконцентрированного супернатанта клеточной культуры. Способ включает (a) стадию предварительного расчета каждые 24 часа зависимого от времени изменения плотности клеток в культуральном субстрате, когда клетки-хозяева инфицируются парвовирусом, для каждой плотности клеток (A) при инфицировании вирусом; (b) стадию определения на основе зависимого от времени изменения клеточной плотности, рассчитанной предварительно на стадии (a), (b1) время (Tmax) от инфицирования до времени пика зависимого от времени изменения плотности клеток, (b2) плотность клеток (Bmax) при Tmax и A1, которая представляет собой A, которая удовлетворяет следующему уравнению (1) Bmax/A1>1,2, (b3) максимальную (Amax) плотность клеток A1 при инфицировании вирусом и (b4) A2, которая удовлетворяет следующему уравнению (2) Amax≥A2≥Amax/10; (c) стадию инокуляции посевного парвовируса в культуральный субстрат, содержащий клетки-хозяева, имеющие плотность клеток A2, где инфицирующий вирус, определенный в (b4) стадии (b), и сывороточная среда дают множественность заражения (MOI) от 0,001 до 0,1; (d) стадию культивирования культивируемого продукта, содержащего клетки-хозяева и парвовирус, полученные на стадии (c), в течение периода времени Tmax или более до менее (Tmax+48) часов, где Tmax определено в (b1) стадии (b); (e) стадию замены культурального супернатанта, полученного на стадии (d), бессывороточной средой и культивирования в течение 12 часов или более; и (f) стадию сбора содержащего парвовирус культурального супернатанта, полученного путем культивирования на стадии (e); где на стадии (b), когда A, удовлетворяющая уравнению (1), отсутствует, стадии (a) и (b) осуществляют повторно путем использования другой плотности клеток A при инфицировании вирусом. Изобретение позволяет получить парвовирус с высоким титром инфекционности для применения при оценке вирусной безопасности фармацевтических или биологических продуктов или при получении вакцин. Патент РФ №2701953
    Дата публикации: 02.10.2019
    Название: Способ получения поливалентной вакцины от гриппа
    Патентообладатель: Общество с ограниченной ответственностью "Нанолек"
    Реферат:
    Изобретение относится к биотехнологии. Конкретно изобретение относится к способу получения поливалентной вакцины от гриппа, содержащей ВПЧ, где гены гемагглютинина, нейраминидазы и M1 белка получены из штамма A/California/04/2009; ген гемагглютинина получен из штамма A/Michigan/45/2015, а гены нейраминидазы и M1 белка получены из штамма A/California/04/2009; ген гемагглютинина получен из штамма A/Novosibirsk/01/2014, а гены нейраминидазы и M1 белка получены из штамма A/California/04/2009; ген гемагглютинина получен из штамма A/HongKong/4801/2014, а гены нейраминидазы и M1 белка получены из штамма A/California/04/2009; ген гемагглютинина получен из штамма B/Phuket/3073/13, а гены нейраминидазы и M1 белка получены из штамма A/California/04/2009 или ген гемагглютинина получен из штамма B/Brisbane/60/2008, а гены нейраминидазы и M1 белка получены из штамма A/California/04/2009. Изобретение позволяет получить ВПЧ вируса гриппа, имеющего большую гемагглютинирующую активность. Также способ позволяет повысить выход антигена. Кроме того, при осуществлении способа сохраняется жизнеспособность и высокая продуктивность целевых белков без использования регулируемой экспрессии у клеток-продуцентов ВПЧ гриппа. Патент РФ №2676266
    Дата публикации: 27.12.2018
    Название: Адъювант для противовирусных вакцин
    Патентообладатель: Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Научно-исследовательский институт эпидемиологии и микробиологии имени Г.П. Сомова"
    Реферат:
    Изобретение предназначено для использования в медицине, в частности в иммунологии, и может быть использовано для получения адъюванта противовирусных вакцин против вирусов гепатита В или гриппа. Для этого в качестве адъюванта применяют фукоидан, полученный из бурой водоросли Fucus evanescens с молекулярной массой 130-430 кДа, моносахаридным составом фукоза : галактоза : ксилоза в соотношении 94,1:3,8:2,1 мол. %, содержанием сульфатов 27%. Применение фукоидана с установленным моносахаридным составом обеспечивает получение адъюванта, усиливающего иммуногенность поверхностного антигена гепатита В и вируса гриппа А. Патент РФ №2686108
    Дата публикации: 24.04.2019
    Название: Вирусосодержащий препарат и его применение
    Патентообладатель: Трансген СА (FR)
    Реферат:
    Настоящая группа изобретений относится к иммуногенной лиофилизованной композиции, иммуногенной растворенной композиции и к их применению для получения вакцины . Иммуногенная лиофилизованная композиция содержит материал на основе вируса, поливинилпирролидон, коповидон и/или их смесь, сахара, аминокислоты, фармацевтически приемлемые соли, где по меньшей мере одна из указанных солей представляет собой фосфатную соль, фармацевтически приемлемый буфер. Такие композиции могут быть использованы в качестве вакцин , предпочтительно для лечения и/или предупреждения раковых заболеваний, инфекционных заболеваний и/или аутоиммунных расстройств. Патент РФ №2700881
    Дата публикации: 23.09.2019
    Название: Пептид, полученный из URLC10, и содержащая его вакцина
    Патентообладатель: Онкотерапи Сайенс, ИНК. (JP)
    Реферат:
    Изобретение относится к области биотехнологии, конкретно к иммуногенным эпитопам URLC10, и может быть использовано в медицине для лечения пациента, страдающего раком. Получают модифицированные эпитопные пептиды URLC10, которые в присутствии антигенпрезентирующих клеток (АПК), экспрессирующих HLA-A*1101 или HLA-A*0301, обладают более высокой способностью индуцирования цитотоксических T-лимфоцитов (ЦТЛ), чем у эпитопного пептида URLC10 дикого типа. Патент РФ №2698971
    Дата публикации: 02.09.2019
    Название: PCSK9 вакцины
    Патентообладатель: Аффирис АГ (AT)
    Реферат:
    Изобретение относится к области биотехнологии, конкретно к вакцине против пропротеиновой конвертазы субтилизин-кексинового типа 9 (PCSK9), и может быть использовано в медицине для лечения или предотвращения заболеваний, связанных с PCSK9, выбранных из гиперлипидемии, гиперхолестеринемии, атеросклероза или неопластических болезней. Конъюгат варианта фрагмента PCSK9 с SEQ ID NO:1 с иммуногенным белковым носителем может быть использован в составе вакцины для усиленной индукции образования антител к PCSK9, по сравнению с конъюгатом фрагмента природного PCSK9. Патент РФ №2660563
    Дата публикации: 06.07.2018
    Название: Вакцина против краснухи на основе структурно-модифицированного вируса растений и способ ее получения
    Патентообладатель: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова"
    Реферат:
    Предложены вакцина для профилактики краснухи и способ ее получения. Охарактеризованная вакцина включает сферические частицы вируса табачной мозаики и антигены вируса краснухи, адсорбированные на поверхности сферических частиц, взятые в массовом соотношении 10:1. Размер полученного комплекса сферическая частица - антиген составляет 300±20 нм. Способ получения вакцины включает следующие этапы: получение сферических частиц вируса табачной мозаики посредством метода термической структурной перестройки вируса табачной мозаики, используемого в концентрации 2 мг/мл, который сначала нагревают до температуры 94±0.5°С и выдерживают в течение 10±0,5 минут, затем охлаждают в ледяной бане с формированием комплекса размером 300±20нм. Затем получение белка-антигена вируса краснухи. Смешение полученных сферических частиц с антигеном. Смешение полученного комплекса с фармацевтически приемлемым носителем. Получаемый препарат по своим иммуногенным свойствам не уступает живой аттенуированной вакцине против краснухи и является высоко эффективным. Используемая технология не требует применения ослабленного или убитого патогена, применения дорогих культуральных сред, дорогостоящего оборудования и особых условий стерильности. Патент РФ №2687460
    Дата публикации: 13.05.2019
    Название: Иммуногенные композиции, содержащие конъюгированные капсульные сахаридные антигены, и их применение
    Патентообладатель: Пфайзер ИНК. (US)
    Реферат:
    Изобретение относится к области биохимии и иммунологии. Предложена иммуногенная композиция для применения в качестве вакцины для предупреждения состояния, связанного с S. pneumoniae, содержащая гликоконъюгат изолированного капсульного полисахарида S. pneumoniae серотипа 22F с белком – носителем CRM197, и эксципиент. Изобретение может быть использовано для вакцинации субъектов против пневмококковых инфекций. Патент РФ №2684911
    Дата публикации: 16.04.2019
    Название: Пептид, полученный из HSP70, фармацевтическая композиция для лечения или профилактики рака, содержащая такой пептид, индуктор иммунного ответа и способ получения антиген-презентирующей клетки
    Патентообладатель: Ситлимик ИНК. (JP)
    Реферат:
    Изобретение относится к полученному из HSP70 иммуногенному пептиду, который является индуктором иммунитета и может быть использован в фармацевтических композициях для лечения рака, где указанная композиция может находиться в виде вакцины. Патент РФ №2676768
    Дата публикации: 11.01.2019
    Название: Противохламидийная вакцина и способ ее получения
    Патентообладатель: Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр эпидемиологии и микробиологии имени почетного академика Н.Ф. Гамалеи" Министерства здравоохранения Российской Федерации
    Реферат:
    Группа изобретений относится к медицине, а именно к иммунологии, и касается комбинированной противохламидийной вакцины . Вакцина состоит из рекомбинантного аденовирусного вектора на основе аденовируса человека пятого серотипа, экспрессирующего ген полноразмерного структурного белка CdsF системы секреции III типа хламидий, и эмульсии, содержащей рекомбинантный структурный белок rCdsF системы секреции III типа хламидий и комбинированный адъювант. Также предложены способы создания вакцины и способы получения рекомбинантных белков для комбинированной вакцины . Группа изобретений обеспечивает индукцию защитного иммунного ответа против хламидийной инфекции у субъекта.

    Пожалуйста, не занимайтесь самолечением!
    При симпотмах заболевания - обратитесь к врачу.

    Читайте также: