Biotechnology

Ukratko definirano – biotehnologija je upotreba živućih organizama u rješavanju problema ili izradi proizvoda. Iz ove definicije može se zaključiti da je biotehnologija u ljudskom društvu odavno prakticirana; i to u najjednostavnijim ljudskim aktivnostima poput pečenja kruha, umjetnog selektivnog uzgoja biljaka, životinja itd. Suvremena upotreba riječi biotehnologija najčešće se odnosi na genetski inženjering i uzgajanje kulture stanica i tkiva; moderna biotehnologija je koncentrirana na staničnu razinu jer znanstvenici danas bolje poznaju stanice, proteine, DNA i ostale molekule važne za život.

Sasvim je jasno da su biotehnologija, zajedno sa nanotehnologijom “buzzwordi” današnjice, a od njih se u budućnosti očekuje mnogo. Pokušat ćemo čitateljima približiti neka od zanimljivijih područja biotehnologije, kako bismo razumjeli što nam biotehnologija konkretno pruža, koji su benefiti ali i rizici da pretjerano forsiranje novih tehnologija u budućnosti odvede čovječanstvo u krivom smijeru.

Biotehnologija se primjenjuje u četiri važna industrijska područja i nekoliko interdisciplinarnih polja:

• Medicina (kloniranje, proizvodnja lijekova, farmakogenomika, genska terapija, genska testiranja, projekt mapiranja ljudskog genoma,)
• Agrobiotehnologija Proizvodnja i unaprijeđenje prehrambenih biljaka i životinja (Povećanje uroda, povećanje nutritivnog sadržaja, unaprijeđivanje teksture, okusa i izgleda hrane, )
• Proizvodnja i unaprijeđenje industrijskih biljaka (plastika, tkanine, izvor energije..)
• Zaštita okoliša

Agrobiotehnologija

Agrobiotehnologija

Pod terminom Agrikulturna biotehnologija (agrobiotehnologija) podrazumijeva se raspon, set alata i metoda koje mijenjaju žive organizme ili dijelove organizama; poboljšavaju biljke, životinje ili mikroorganizme za ciljane potrebe. Prvi (službeno) genetski modificirani prehrambeni proizvod izašao je na tržište 1994. godine, a u startu je dobio odobrenje američke FDA (Food and Drug Association). Bila je riječ o rajčici koja je bila izmijenjena tako da znatno sporije propada i truli. Od tada je oko 50 drugih genetski izmijenjenih prehrambenih proizvoda lansirano na tržište, nakon što su dobili odobrenje od FDA da su sigurni za konzumaciju kao i njihovi nemodificirani parnjaci.

Benefiti agrobiotehnologije:

• Smanjena uporaba pesticida
• Usjevi otporni na bolesti
• Usjevi otporni na nametnike
• Povećani urod
• Smanjeni troškovi proizvodnje
• Dugotrajnija hrana
• Reduciranje alergija
• Novi lijekovi
• Smanjenje opasnosti od erozije tla
• Biorazgradivi materijali u proizvodnji

Rizici agrobiotehnologije

• Transfer gena: Geni modificirane biljke u prirodi oprašivanjem prijeđu na nemodificirane biljke; Parenje genetski modificiranih životinja u prirodi s nemodificiranim
• Neželjene posljedice na ljude i druge organizme
• Napasnici i korov razvijaju prirodnu otpornost
• Pravne komplikacije i nerazborito raspolaganje patentnim pravima

Dokumentarni film “The future of Food” obrađuje temu budućnosti poljoprivrede promatrano kroz prizmu genetski modificiranih usjeva, korporatizacije prehrambene industrije i polaganja autorskih prava na razvoj, prodaju i uzgoj takve hrane.

Kloniranje

DNA

Kloniranje je krovni termin za opisivanje različitih procesa dupliciranja genetskog materijala. Postoji nekoliko vrsta kloniranja, a tehnologije za kloniranje mogu poslužiti i za više svrha od produciranja puke kopije organizma. Razumijevanje osnovnih tipova kloniranja ključ je za zauzimanje informiranog stava o trenutnoj javnoj politici kloniranja i donošenje dobrih odluka za budućnost.

• Reproduktivno kloniranje: Reproduktivno kloniranje je tehnologija koja se koristi za generiranje životinje koja ima istu staničnu DNA kao i trenutno postojeća ili životinja koja je prije postojala. Ovca Dolly (1996.-2003.) dobivena je reproduktivnim kloniranjem, a ujedno je i prva javno predstavljena klonirana životinja.
• Terapijsko kloniranje: Također poznato i kao kloniranje embrija je produkcija ljudskih embrija za upotrebu u istraživanjima. Cilj ovog procesa nije dobivanje kloniranog ljudskog bića, već uzgoj ljudskih matičnih stanica za korištene u terapiji bolesti i istraživanjima.
• Kloniranje DNA i izrazi “rekombinantna DNA tehnologija”, “molekularno kloniranje” referiraju se na isti postupak: transfer fragmenta DNA iz jednog organizma u samoreplicirajući genetički element npr. bakterijski plazmid. Takva DNA može se širiti u stranoj stanici-domaćinu. Ovaj postupak prakticira se od 1970ih i postao je sveprisutan u laboratorijima molekularne biologije.

Rizici kloniranja i etičke dvojbe

Reproduktivno kloniranje je skupo i neučinkovito. Više od 90% pokušaja da se dobije živi potomak rezultiraju neuspjehom. Klonirane životinje imaju veću stopu tendencje k smanjivanju otpornosti i imuniteta, tumorima, infekcijama.

Dolly

Što je s kloniranjem ljudi? Objavljivanje vijesti o kloniranju ovce Dolly, potaknulo je strahove o mogućem brzom kreiranju klona ljudskog djeteta. Strah je baziran na “genskom determinizmu”, polaznoj postavci da geni sami definiraju osobu, pa bi novonastali klon imao identičan izgled i psihološku osnovu za život svojem prethodniku. Iako geni igraju ključnu ulogu u formaciji fizičkih i behavioralnih karakteristika, svaka individua je rezultat složenih interakcija svojih gena i okoline u kojoj se razvija. Mnoge zabrinutosti oko kloniranja javile su se vezano uz “igranje Boga”, uz bojazan da kloniranje interferira s prirodnim sljedom života i navodno oduzima budućoj individui pravo na jedinstveni identitet.

Regenerativna medicina

Regenerative Medicine

Regenerativna medicina je proces stvaranja živih, funkcionalnih tkiva u svrhu zamjene organa ili tkiva izgubljenih zbog starosti, bolesti, oštećenja ili urođenih defekata. Pojam se odnosi na skup biomedicinskih alata i procedura kliničkih terapija u kojima se mogu koristiti matične stanice; npr.: injektiranje matičnih i progenitor stanica, regeneracija biološki aktivnih molekula, transplantacija in vitro uzgojenih organa.

Ovo područje biotehnologije nastoji regenerirati oštećena tkiva i organe u tijelu stimuliranjem istih da se zaliječe sami. U slučaju da predložene metode nisu dovoljne, laboratorijski se uzgajaju tkiva i organi koji se pacijentu implantiraju umjesto oštećenih. Regenerativna medicina tako može ponuditi odgovor na konstantnu nestašicu donora i kompatibilnih organa za presađivanje; a rješava i problem odbacivanja organa, jer je uzgojeni organ napravljen po mjeri – od stanica pacijenta.

Biotehnologija u Budućnosti

Future

Postalo je općeprihvaćeno tumačenje i tvrdnja da je dvadeseto stoljeće bilo stoljeće fizike, a dvadeset i prvo stoljeće stoljeće biologije/biotehnologije. Biotehnologija je po svim pokazateljima trenutno “veća” od fizike: prema budžetima, broju zaposlenih, broju velikih otkrića; te biologija nastavlja biti najveća znanost dvadeset i prvog stoljeća.

Nakon kraćeg upoznavanja s osnovnim pojmovima i mogućnostima s područja biotehnologije, zaključujem da bi u budućnosti biotehnologija mogla imati značajnu ulogu na ovim područjima:

• Pripomoći okončanju svjetske gladi, globalnog gladovanja i nestašica
• Dati bolju i dugotrajniju hranu
• Usjevi postaju manje osjetljivi na bolesti i nametnike
• Postići točno i prilagođeno doziranje i lokaliziranje ljekova; ciljanje stanica raka bez oštećenja okolnih zdravih stanica
• Regenerativna medicina, zamjenski organi
• Pojavit će se dizajnerski organizmi
• Rad na usporavanju ili zaustavljanju starenja
• Biološka računala, biološki aktivne molekule kao centralna procesorska jedinica
• Ekstenzija ostalog računalnog hardvera iz fizičke tehnologije u biotehnologiju
• Nosiva računala (u kontekstu odjeće)
• Biološko kreiranje i uzgajanje odjeće, plastike, građevnog materijala
• Ekološki procesi proizvodnje s minimalnim otpadnim tvarima
• Kombinacija s nanotehnologijom
• “Domestifikacija” biotehnologije u domove, spuštanje iz velikih korporativnih laboratorija u manje, gotovo kućne uvjete donest će ogroman napredak i popularizaciju biotehnoloških znanosti (sličan put koji su prošla osobna računala)
• Ne smijemo zaboraviti na etičke, pravne, pa čak i fizičke komplikacije po čovječanstvo koje mogu nastati krivim i neodgovornom korištenjem tehnologije, utrkom za profitom, korporatizacijom, nametanjem radikalnih patentnih prava i zakona i dr.

Izvori, linkovi, literatura:

http://www.fda.gov

http://www.fda.gov/fdac/features/2003/603_food.html

http://www.thefutureoffood.com/

http://www.clonesafety.org/cloning/facts/faq/

http://www.ornl.gov/sci/techresources/Human_Genome/elsi/cloning.shtml

http://www.genome.gov/10004765

http://www.nybooks.com/articles/20370

http://en.wikipedia.org/wiki/Regenerative_medicine

Vezane teme:

1. Početak nove ere: Znanstvenici stvorili umjetni život
2. Poslovi budućnosti 2. dio
3. POLJE: Može li se budućnost predvidjeti i predosjetiti?
4. Nanotehnologija: Kirurški roboti koje možete – progutati [VIDEO]
5. Napredak nanotehnologije u slijedećih 15 godina
6. Mogu li klasne podjele prerasti u evolucijske?