Biotehnologija je industrija koja je usmjerena na manipulaciju živim organizmima kako bi stvorila komercijalne proizvode. Međutim, ovo je vrlo širok pogled na ovu brzorastuću znanstvenu industriju.
Prema takvim definicijama, stoljeća poljoprivrede i uzgoja životinja kvalificirala bi se kao vrste biotehnologije. Suvremeno razumijevanje i uporaba ove znanosti, poznate i kao biotehnologija, usavršena je kako bi se stvorili novi lijekovi i usjevi otporni na štetočine.
Takve su se inovacije počele razvijati kada su Stanely Cohen i Herbert Boyer 1973. demonstrirali kloniranje DNK u svom laboratoriju u Stanfordu. Biotehnologija je postala dio mnogih aspekata modernog svakodnevnog života.
Tehnologija
Od prvih eksperimenata s kloniranjem DNA, tehnike genetskog inženjerstva razvile su se za stvaranje inženjerskih bioloških molekula i genetski dizajniranih mikroorganizama i stanica. Genetičari su također razvili načine za pronalaženje novih gena i otkrivanje njihovog rada te stvorili transgene životinje i biljke.
Usred ove bioinženjerske revolucije eksplodirale su komercijalne aplikacije. Industrija se razvila oko tehnika kao što su kloniranje gena (replikacija), usmjerena mutageneza (usmjeravanje genetskih mutacija) i DNA sekvenciranje. Također su razvijene i uvedene interferencije s RNA, obilježavanje i detekcija biomolekula i pojačavanje nukleinske kiseline.
Tržišta biotehnologije: medicinska i poljoprivredna
Biotehnološka industrija uglavnom se dijeli na medicinsko i poljoprivredno tržište. Iako se poduzetna biotehnologija primjenjuje i na druga područja, poput industrijske proizvodnje kemikalija i bioremedijacije, upotreba u tim područjima i dalje je specijalizirana i ograničena.
S druge strane, medicinska i poljoprivredna industrija doživjele su biotehnološke revolucije. To uključuje nove - a ponekad i kontroverzne - istraživačke napore i programe razvoja. Tvrtke su se razvile kako bi iskoristile procvat biotehnološkog razvoja. Ta su poduzeća njegovala strategije za otkrivanje, izmjenu ili proizvodnju novih biomolekula i organizama putem bioinženjeringa.
Biotech Startup Revolution
Biotehnologija je uvela potpuno novi pristup razvoju lijekova koji se nije lako integrirao u kemijski fokusiran pristup većine etabliranih farmaceutskih tvrtki koje su koristile. Taj je pomak izazvao osip startup tvrtki, počevši od osnivanja Cetusa (danas dio Novartisove dijagnostike) i Genentecha sredinom 1970-ih.
Budući da je u Silicijskoj dolini postojala osnovana zajednica rizičnog kapitala za industriju visoke tehnologije, mnoge rane biotehnološke tvrtke također su se grupirale na području zaljeva San Francisco. Tijekom godina osnovano je bezbroj startup tvrtki koje se bave ovim tržištem.
Čvorišta za inovacije razvila su se u SAD-u u gradovima poput Seattla, San Diega, Istraživačkog trokuta u Sjevernoj Karolini, Bostona i Philadelphije. Međunarodna biotehnološka središta uključuju gradove poput Berlina, Heidelberga i Münchena u Njemačkoj; Oxford i Cambridge u Velikoj Britaniji; i dolina Medicon u istočnoj Danskoj i južnoj Švedskoj.
Brže dizajniranje novih lijekova
Medicinska biotehnologija, s prihodom koji premašuje 150 milijardi USD godišnje, prima glavninu biotehnoloških ulaganja i istraživačkih dolara. Ovaj dio biotehnologije gravitira oko cjevovoda za otkrivanje lijekova, koji započinje osnovnim istraživanjima do identificirati gene ili proteine povezane s određenim bolestima koji bi se mogli koristiti kao ciljevi lijekova i dijagnostike markera.
Jednom kad se pronađe novi cilj gena ili proteina, tisuće kemikalija pregledavaju se kako bi se pronašli potencijalni lijekovi koji utječu na metu. Kemikalije koje izgledaju kao da djeluju kao lijekovi (ponekad poznate i kao "pogoci") trebaju se zatim optimizirati, provjeriti ima li toksičnih nuspojava i testirati u kliničkim ispitivanjima.
Medicinske biotehnološke tvrtke
Biotech je imao ključnu ulogu u početnim fazama otkrivanja i probira lijeka. Većina glavnih farmaceutskih tvrtki ima aktivne istraživačke programe otkrivanja ciljeva koji se u velikoj mjeri oslanjaju na biotehnologiju. Manje vrhunske tvrtke kao što su Exelixis, BioMarin Pharmaceuticals i Cephalon (kupio Teva Pharmaceutical) usredotočena na otkrivanje i razvoj lijekova često korištenjem jedinstvenog vlasništva Tehnike.
Osim izravnog razvoja lijekova, tvrtke poput Abbott Diagnostics i Becton, Dickinson and Company (BD) traže načine za upotrebu novih gena povezanih s bolestima za stvaranje nove kliničke dijagnostike.
Mnogi od ovih testova identificiraju pacijente s najviše reakcija na nove lijekove koji se pojavljuju na tržištu. Također, podupiranje istraživanja novih lijekova dugačak je popis tvrtki za istraživanje i laboratorijske opskrbe koje nude osnovne komplete, reagense i opremu.
Na primjer, tvrtke kao što su Thermo-Fisher, Promega i mnoštvo drugih pružaju laboratorijske alate i opremu za istraživanje bioznanosti. Tvrtke kao što su Molecular Devices i DiscoveRx pružaju posebno projektirane stanice i sustave za otkrivanje za provjeru potencijalnih novih lijekova.
Poljoprivredna biotehnologija: bolja hrana
Ista biotehnologija koja se koristi za razvoj lijekova također može poboljšati poljoprivredne i prehrambene proizvode. Međutim, za razliku od farmaceutskih proizvoda, genetski inženjering nije stvorio osip novih ag-biotehnoloških startupa. Razlika može biti u tome što, unatoč tehnološkom skoku naprijed, biotehnologija nije iz temelja promijenila prirodu poljoprivredne industrije.
Manipuliranje usjevima i stokom radi optimizacije genetike kako bi se poboljšala korisnost i poboljšali prinosi odvijalo se tisućama godina. Na neki način, bioinženjering pruža prikladnu novu metodu. Osnovane poljoprivredne tvrtke, poput Dowa i Monsanta (koje je kupio Bayer), jednostavno su integrirale biotehnologiju u svoje programe istraživanja i razvoja.
Biljni i životinjski GMO
Većina fokusa na ag-biotehnologiji je na poboljšanje usjeva, koji je kao posao bio prilično uspješan. Otkako je prvi genetski modificirani kukuruz predstavljen 1994. godine, transgenske žitarice kao što su pšenica, soja i rajčica postale su norma.
Sada je više od 90% kukuruza, soje i pamuka uzgojenog u SAD-u bioinženjerski. Iako zaostaje za bioinženjerskim biljkama, uporaba biotehnologije za poboljšanje domaćih životinja također je prilično raširena.
Dolly, prva klonirana ovca, stvorena je 1996. Od tada je kloniranje životinja sve uobičajenije i jasno je da su transgene domaće životinje u neposrednoj blizini horizont - 2019. AquaBounty (uzgajivači genetski inženjeriranog lososa) dobio je odobrenje FDA-e za izgradnju svog pogona u Indiana i uvoziti njihove jaja lososa, koja će se uzgajati za hranu u SAD-u
Iako genetski modificirani organizmi (GMO) stvorili su puno kontroverzi posljednjih godina, ag-biotehnologija je postala prilično dobro uspostavljena. Prema najnovijim dostupnim informacijama Međunarodne službe za stjecanje agrobiotehnike Primjene, sadnje genetski modificiranih usjeva dosegnule su 189,8 milijuna hektara u 2017., u odnosu na 185,1 milijuna hektara u 2016. godini.