מהי ביוטכנולוגיה?

ביוטכנולוגיה היא רשת ידע מורכבת בה מדע וטכנולוגיה שלובים זה בזה ומשלימים זה את זה

תמונה של Arek Socha מ- Pixabay

המונח ביוטכנולוגיה מתייחס לכל יישום טכנולוגי המשתמש במערכות ביולוגיות, אורגניזמים חיים או נגזרותיהם לצורך ייצור או שינוי של מוצרים או תהליכים לשימושים ספציפיים, על פי האו"ם. היא נועדה לקדם שיפור טכניקות במגזרים שונים בחברה, כגון תעשייה, בריאות ואיכות הסביבה.

הוא האמין כי עמי העת העתיקה כבר השתמשו במיקרואורגניזמים בהכנת משקאות ומזון. עם התפתחות הטכנולוגיות, השימוש במנגנונים ביולוגיים למאבק ברעב, מחלות וייצור אנרגיה בת קיימא נעשה נפוץ יותר ויותר.

ביוטכנולוגיה מסורתית

טכניקות ביוטכנולוגיה החלו בסביבות 6,000 לפני הספירה עם תהליכי תסיסה לייצור משקאות אלכוהוליים. מאוחר יותר, נוהג זה החל לשמש גם לייצור לחמים, גבינות ויוגורטים. במאה ה -17 גילה החוקר אנטון ואן ליוונהוק את קיומם של יצורים זעירים דרך המיקרוסקופ, אך רק בשנת 1876 הוכיח לואי פסטר כי מיקרואורגניזמים אלה הם הגורם לתסיסה.

עם זאת, משנת 1850 צצים תחומי ידע חדשים. נולדים מיקרוביולוגיה, אימונולוגיה, ביוכימיה וגנטיקה. כימיה תעשייתית מתפתחת בקצב מואץ ומגדילה גם את ההתערבות של הנדסת חקלאות ובעלי חיים בניהול התחום. בשנת 1914 פיתח המהנדס החקלאי קרל אריקי תוכנית לגידול חזירים להחלפת פרקטיקות מסורתיות בתעשייה חקלאית קפיטליסטית המבוססת על ידע מדעי.

אריקי חייב את ההגדרה הראשונה של ביוטכנולוגיה, כמו "המדע והשיטות המאפשרות להשיג מוצרים מחומרי גלם, באמצעות התערבות של אורגניזמים חיים".

המאה ה -20 חלה התפתחות מעוררת התפעלות של מדע וטכנולוגיה. השילוב של שניהם מביא להישגים במגזרים יצרניים שונים, כאשר היצורים החיים מהווים בסיס לפריטים מגוונים כמו ייצור מזון חדש, טיפול בפסולת, ייצור אנזימים ואנטיביוטיקה.

ביוטכנולוגיה מודרנית

ההצעה למודל סלילי למולקולת ה- DNA מהווה אבן דרך בסיסית בתולדות הביולוגיה המולקולרית. אך ההפרש בין ביוטכנולוגיה מסורתית לביוטכנולוגיה מודרנית הוא סדרת ניסויים שביצעו ה 'בויאר וס' כהן, אשר מגיעה לשיאה בשנת 1973 עם העברת גן צפרדע לחיידק. מאותו רגע ניתן לשנות את התוכנית הגנטית של אורגניזם על ידי העברת גנים ממין אחר.

במעבר זה תפסה הנדסה גנטית מקום נכבד כטכנולוגיה חדשנית של המאה ה -20. מחקרי הגנטיקה, הביולוגיה המולקולרית והתאית תמכו בפיתוח הנדסה גנטית - טכנולוגיה השולטת ב- DNA רקומביננטי של מינים. חידוש זה מאפשר יצירת טרנסגנים.

טרנסג'נים הם אורגניזמים העוברים שינויים מלאכותיים בקוד הגנטי שלהם. מזון GM, למשל, נגזר מזרעים וצמחים שהגדרותיהם שונו על מנת לענות על דרישות המטעים והקונים.

ביוטכנולוגיה מכסה תחום רחב של ידע הנובע ממדע בסיסי (ביולוגיה מולקולרית, מיקרוביולוגיה, ביולוגיה של תאים וגנטיקה), מדע יישומי (טכניקות אימונולוגיות וביוכימיות, כמו גם טכניקות שמקורן בפיזיקה ואלקטרוניקה) וטכנולוגיות אחרות ( תסיסות, הפרדות, טיהורים, טכנולוגיות מידע, רובוטיקה ובקרת תהליכים). זוהי רשת מורכבת של ידע בה מדע וטכנולוגיה שזורים זה בזה ומשלימים זה את זה.

סיווג ביוטכנולוגיה

בניסיון להתייחס לפונקציונליות של הביוטכנולוגיה בכל מגזר, חוקרים החלו לסווג אותה בצבעים.

1. ביוטכנולוגיה ירוקה: מיושמת בחקלאות, במיוחד ביצירת זרעים וצמחים מהונדסים. ייצור מסוג זה נועד להפוך את המטעים לעמידים יותר בפני מזיקים וחומרים כימיים (חומרי הדברה והדברה);
2. ביוטכנולוגיה אדומה: משמשת בבריאות לפיתוח טיפולים או תרופות חדשות. מניפולציות גנטיות יכולות לעזור באבחון מחלות או בתהליכי ריפוי;
3. ביוטכנולוגיה כחולה: משמשת בחיפוש אחר משאבים ביולוגיים ימיים, כמו בחיפוש אחר מולקולות באצות לטיפול במחלות;
4. ביוטכנולוגיה לבנה: מיושמת בהליכים תעשייתיים, כמו ביצירת חומרים המשחררים פחות מזהמים בטבע;
5. ביוטכנולוגיה כתומה: מיושמת בתחום המידע. תכנים חינוכיים מוכנים לגישה לכל מגזרי החברה או לעידוד היצמדותם של אנשי מקצוע חדשים לתחום הביוטכנולוגיה.

תחומי יישום ביוטכנולוגיה

למידע נוסף על תחומי היישום העיקריים של הביוטכנולוגיה:

לחיים

בתחום הבריאות, הביוטכנולוגיה מייצרת אנטיביוטיקה ומסנתזת חומרים המסוגלים לספק מחסור במולקולות חשובות לתפקוד תקין של גוף האדם.

בנוסף, הביוטכנולוגיה מאפשרת התקדמות בטיפול בתאים באמצעות שימוש במולקולות, הובלה עם איברי בעלי חיים שהשתנו גנטית, שימוש בתאי גזע למאבק במחלות ניווניות, יצירת חיסונים, נוגדנים והורמונים במעבדה.

חַקלָאוּת

בשטח החקלאי תורמת הביוטכנולוגיה ליצירת זרעים וצמחים מהונדסים המסוגלים לעמוד בפני חומרי הדברה והדברה. הטכנולוגיה המיושמת לביולוגיה משמשת גם לבעלי חיים לייצור עוברים מבעלי חיים מהונדסים על מנת לשפר את טכניקות ההשתלה ולבדוק תרופות חדשות.

תעשיות

בתעשיות, הביו-טכנולוגיה יוצרת כלים ביולוגיים המעצימים את הייצור ומייצרים דלקים מתחדשים מפסולת. באופן זה הוא תורם להפחתת ניצול משאבי הטבע המזהמים ולהפחתת גזים רעילים באטמוספירה.

התעשייה הכימית משתמשת גם בביוטכנולוגיה לייצור קטונים, אלכוהולים, חלבוני רקמות וייצור סיבי ביגוד סינתטיים.

סביבה

ביוטכנולוגיה תורמת לשיפור תנאי הסביבה ולשליטה בהשפלה שנוצרת על ידי בני אדם. מיקרואורגניזמים נוצרים עם ההצעה לטפל במים המזוהמים בפסולת של חברות וביוב. הכחדת המינים נשלטת גם על ידי ידיעת הקוד הגנטי של יצורים חיים.

ביוטכנולוגיה בברזיל

בברזיל עלו תוכניות לתמיכה בביוטכנולוגיה בשנות השמונים של המאה העשרים. אחת הדוגמאות הייתה הקמתה של הקרן המגזרית לביוטכנולוגיה המתמקדת ב"קידום הכשרה והסמכה של משאבי אנוש, חיזוק התשתית הלאומית לשירותי מחקר ותמיכה, הרחבה בסיס הידע של האזור, לעורר הקמת חברות מבוססות ביוטכנולוגיה והעברת טכנולוגיות לחברות מאוחדות, לבצע מחקרי איתור ולעקוב אחר התקדמות הידע במגזר ".

ביוטכנולוגיה נחשבה בראש סדר העדיפויות האסטרטגי בברזיל מאז 2003, ובשנת 2007 נוצר צו מס '6,041 שהקים את המדיניות לפיתוח ביוטכנולוגיה. בדוק כמה סקרנות בנוגע לאזור הביוטכנולוגיה בברזיל:

• ברזיל תופסת את המיקום ה -18 בדירוג העולמי ביחס למספר חברות הביו-טכנולוגיה, כך עולה ממחקר של הארגון לשיתוף פעולה ופיתוח כלכלי (OECD);
• בתחום הביוטכנולוגיה בברזיל יש 155 חברות הפועלות בתחומי החקלאות, ביו אנרגיה, תשומות, סביבה ובריאות, על פי סקר של קרן BIOMINAS. סאו פאולו (42.3%), מינאס גאריס (29.6%) והדרום (14.4%) מרכזים את מספר החברות הגדול ביותר;
• ברזיל בולטת בהיותה חלוצה במחקר ושימוש במוצרים חקלאיים מהונדסים גנטית, בנוסף לפיתוח ומסחור של ידע ביוטכנולוגיה חקלאי חדשני.

ביוטכנולוגיה שפותחה על ידי חברה ברזילאית מודגשת ביזמות עולמית

חברת Bug Agentes Biológicos הברזילאית, מ- Piracicaba-SP, נבחרה על ידי הפורום הכלכלי העולמי לאחת מ -36 חברות הסטארט-אפ הטכנולוגיות החלוציות בעולם. החברה מוכרת סוכני בקרה ביולוגיים שתוקפים מזיקים מטעים. בדרך כלל, טורפים שנמכרו תוקפים את ביצי המזיקים, ומונעים מהם להתפתח ולגרום נזק לקציר.

ברזיל היא בין המשתמשים הגדולים ביותר בחומרי הדברה בעולם. השימוש בביוטכנולוגיה לאיזון היחסים בין מזיק לטורף הוא ידידותי יותר לסביבה מאשר לשימוש בחומרי הדברה כימיים.

כדי להימנע מסיכונים של מינים שאינם מקומיים תוקפים מינים שאינם מטרה, החברה מבקרת בשדה בו תוחל הדברה ביולוגית ומזהה טפיל או טורף טבעי של ביצי המזיק שיש להילחם בו. מין זה נבחר כסוכן ההגנה של המטע. לבסוף, החברה משתמשת בתהליך לייצור הסוכן שנבחר ושולחת את המוצר ללקוח באמצעות מנגנון מסירה מוגן בפטנט.