Досягнення і перспективи біотехнології

В основі біотехнологій, розроблених протягом XX ст., Лежать мікроорганізми. Створені можливості для виробництва різної продукції – ліків, продовольчих продуктів та інших біологічно активних речовин з використанням швидко розмножуються і добре вивчених в генетичному відношенні мікроорганізмів. Наприклад, шляхом введення в геном бактерії гена інсуліну, виділеного з підшлункової залози людини, можна отримувати біологічно активний гормон інсулін в чистому вигляді або шляхом введення гена гормону росту виробляти великі кількості гормону соматотропіну, культивуючи його бактерії в штучних умовах. Нині багато біотехнологічні компанії світу виробляють цим методом різні ліки.

Прогрес молекулярної біології до кінця XX – початку XXI ст. зумовив швидкі темпи розвитку генної та клітинної інженерії.

Генна інженерія

Найбільші успіхи періоду кінця XX – початку XXI ст. були досягнуті, з одного боку, завдяки з’ясуванню повної послідовності генома людини і, з іншого, – відкриття 25 тисяч генів, що регулюють всі життєві процеси, що протікають в рослинах, починаючи з проростання насіння і закінчуючи плодоносінням.

Створювані в даний час нові технології здійснюються не тільки на основі мікроорганізмів, але і більш складних тварин і рослин. Зокрема, продукція, що отримується в результаті введення різних цінних генів в клітини рослин і тварин, починає застосовуватися в народному господарстві. Наприклад, шляхом впровадження в геном банана генів, які синтезують вакцину проти інфекційних хвороб, вчені домоглися отримання трансгенних рослин, в плодах яких виробляється готова вакцина. При вживанні в їжу таких плодів банана у людини виробляється імунітет проти інфекційних захворювань. Ця технологія, безсумнівно, має велике економічне значення. Крім того, в результаті введення в геном рослин генів, виділених з бактерій, які засвоюють токсичну ртуть, в даний час отримані трансгенні рослини, що засвоюють ртуть з грунту. Висаджування таких рослин в місцях, заражених ртуттю, дозволяє очистити від неї грунт.

Генна терапія

Одним з останніх досягнень генетичної інженерії є технологія лікування різних спадкових захворювань людини за допомогою введення в його клітини функціональних генів. Це називається генною терапією. Широке вивчення генома людини ще більше збільшило можливості лікування спадкових хвороб за допомогою генної терапії.

Клітинна інженерія

Великих успіхів в біотехнології досягнуті в напрямку клітинної інженерії.

Виділяючи одну здорову клітину з органу хворого і культивуючи її в штучному живильному середовищі, можна отримати набір клітин, що відносяться до певної тканини, і навіть відновити цей набір клітин до цілого органу. Потім цей новий орган пересаджують хворому, і він одужує. Це називається технологією створення «нових» органів. Дана технологія, хоча і може бути застосована по відношенню до шкіри, сухожиль і хрящів, але не підходить для серця, печінки, нирок і нервових тканин. Відкриття в 1998 р американським ученим Дж. Томсоном спеціальних «стовбурових» клітин (англ. Stem cells) значно полегшило ці труднощі і відкрило широкі можливості для розвитку технології створення «нових» органів. «Стовбурові» клітини – це клітини, які ще не повністю сформувалися, але схожі на ембріональні і мають здатність рости в штучному середовищі до утворення будь-якої тканини. Вирощуючи такі клітини в середовищі з вітаміном А, можна отримати навіть нервові тканини. До теперішнього часу повністю розроблені технології одержання тканин, властивих різним органам тварин. Тепер на черзі стоїть завдання створення з використанням отриманих тканин «нових» органів тіла, схожих за функціями і формі з нормальними органами. Ця робота здійснюється бурхливими темпами в лабораторіях світу.

ПОДІЛИТИСЯ:

Дивіться також:
Будова та функції шкіри