Η βιοτεχνολογία θεωρείται συχνά συνώνυμη με τη βιοϊατρική έρευνα, αλλά υπάρχουν πολλές άλλες βιομηχανίες που εκμεταλλεύονται τις μεθόδους βιοτεχνολογίας για τη μελέτη, την κλωνοποίηση και την τροποποίηση των γονιδίων. Έχουμε συνηθίσει στην ιδέα των ενζύμων στην καθημερινή μας ζωή και πολλοί άνθρωποι γνωρίζουν τις αντιπαραθέσεις γύρω από τη χρήση των ΓΤΟ στις τροφές μας. Η γεωργική βιομηχανία βρίσκεται στο επίκεντρο αυτής της συζήτησης, αλλά από τις ημέρες του George Washington Carver, η γεωργική βιοτεχνολογία παράγει αμέτρητα νέα προϊόντα που έχουν τη δυνατότητα να αλλάξουν τη ζωή μας προς το καλύτερο.
01 εμβόλια
Τα εμβόλια για το στόμα βρίσκονται εδώ και πολλά χρόνια στο εργαστήριό τους ως πιθανή λύση για την εξάπλωση της νόσου σε υποανάπτυκτες χώρες, όπου το κόστος είναι απαγορευτικό για τον εκτεταμένο εμβολιασμό. Οι γενετικά τροποποιημένες καλλιέργειες, συνήθως φρούτα ή λαχανικά, που έχουν σχεδιαστεί για τη μεταφορά αντιγονικών πρωτεϊνών από μολυσματικά παθογόνα, που θα προκαλέσουν μια ανοσοαπόκριση κατά την κατάποση. Ένα παράδειγμα αυτού είναι ένα εμβόλιο ειδικά για τον ασθενή για τη θεραπεία του καρκίνου. Ένα εμβόλιο κατά του λεμφώματος έχει παρασκευαστεί χρησιμοποιώντας φυτά καπνού που φέρουν RNA από κλωνοποιημένα κακοήθη Β-κύτταρα. Η προκύπτουσα πρωτεΐνη στη συνέχεια χρησιμοποιείται για τον εμβολιασμό του ασθενούς και την ενίσχυση του ανοσοποιητικού συστήματος του ενάντια στον καρκίνο. Τα προσαρμοσμένα εμβόλια για την αντιμετώπιση του καρκίνου έχουν δείξει σημαντικές υποσχέσεις σε προκαταρκτικές μελέτες.
02 Αντιβιοτικά
Τα φυτά χρησιμοποιούνται για την παραγωγή αντιβιοτικών τόσο για ανθρώπινη όσο και για ζωική χρήση. Η έκφραση αντιβιοτικών πρωτεϊνών στις ζωοτροφές, που τροφοδοτούνται απευθείας στα ζώα, είναι λιγότερο δαπανηρή από την παραδοσιακή παραγωγή αντιβιοτικών, αλλά η πρακτική αυτή εγείρει πολλά ζητήματα βιοηθικής διότι το αποτέλεσμα είναι εκτεταμένη και ενδεχομένως περιττή χρήση αντιβιοτικών που μπορούν να προωθήσουν την αύξηση των ανθεκτικών στα αντιβιοτικά βακτηριακών στελεχών. Πολλά πλεονεκτήματα στη χρήση φυτών για παραγωγή αντιβιοτικών για τον άνθρωπο είναι το μειωμένο κόστος λόγω της μεγαλύτερης ποσότητας προϊόντος που μπορεί να παραχθεί από φυτά έναντι μιας μονάδας ζύμωσης , ευκολίας καθαρισμού και μειωμένου κινδύνου μόλυνσης σε σύγκριση με εκείνη της χρήσης κυττάρων θηλαστικών και καλλιέργειας μεσο ΜΑΖΙΚΗΣ ΕΝΗΜΕΡΩΣΗΣ.
03 Λουλούδια
Υπάρχει περισσότερο στη γεωργική βιοτεχνολογία απ 'ό, τι η καταπολέμηση της νόσου ή η βελτίωση της ποιότητας των τροφίμων . Υπάρχουν κάποιες καθαρά αισθητικές εφαρμογές και ένα παράδειγμα αυτής είναι η χρήση τεχνικών γονιδιακής ταυτοποίησης και μεταφοράς για τη βελτίωση του χρώματος, της οσμής, του μεγέθους και άλλων χαρακτηριστικών των λουλουδιών. Ομοίως, η βιοτεχνολογία έχει χρησιμοποιηθεί για να βελτιώσει άλλα κοινά διακοσμητικά φυτά, ιδίως θάμνους και δέντρα. Ορισμένες από αυτές τις αλλαγές είναι παρόμοιες με εκείνες που έγιναν στις καλλιέργειες, όπως η ενίσχυση της ψυχρής αντοχής μιας φυλής τροπικού φυτού, ώστε να μπορεί να καλλιεργηθεί σε βόρειους κήπους.
04 Βιοκαύσιμα
Tom Merton
Η γεωργική βιομηχανία διαδραματίζει σημαντικό ρόλο στη βιομηχανία βιοκαυσίμων, παρέχοντας τις πρώτες ύλες για τη ζύμωση και τον εξευγενισμό βιο-πετρελαίου, βιοντίζελ και βιοαιθανόλης. Οι τεχνικές γενετικής μηχανικής και βελτιστοποίησης ενζύμων χρησιμοποιούνται για την ανάπτυξη καλύτερων πρώτων υλών για την αποδοτικότερη μετατροπή και την αύξηση των εξόδων BTU των προϊόντων καυσίμων που προκύπτουν. Οι υψηλής απόδοσης και υψηλής πυκνότητας καλλιέργειες μπορούν να ελαχιστοποιήσουν το σχετικό κόστος που σχετίζεται με τη συγκομιδή και τη μεταφορά (ανά μονάδα ενέργειας που προκύπτει), με αποτέλεσμα τα προϊόντα καυσίμων υψηλότερης αξίας.
05 Καλλιέργεια φυτών και ζώων
Η ενίσχυση των χαρακτηριστικών φυτών και ζώων με παραδοσιακές μεθόδους, όπως η σταυροειδής γονιμοποίηση, ο εμβολιασμός και η διασταύρωση, είναι χρονοβόρα. Οι πρόοδοι της βιοτεχνολογίας επιτρέπουν την πραγματοποίηση ειδικών αλλαγών γρήγορα, σε μοριακό επίπεδο, μέσω υπερβολικής έκφρασης ή διαγραφής γονιδίων ή την εισαγωγή ξένων γονιδίων. Το τελευταίο είναι δυνατό χρησιμοποιώντας μηχανισμούς ελέγχου γονιδιακής έκφρασης όπως ειδικούς προαγωγούς γονιδίων και παράγοντες μεταγραφής . Μέθοδοι όπως η επιλογή με τη βοήθεια του δείκτη βελτιώνουν την αποτελεσματικότητα της "κατευθυνόμενης" ζωικής αναπαραγωγής, χωρίς τη διαμάχη που συνήθως συνδέεται με τους ΓΤΟ. Οι μέθοδοι γονιδιακής κλωνοποίησης πρέπει επίσης να εξετάζουν τις διαφορές των ειδών στον γενετικό κώδικα, την παρουσία ή την απουσία ιντρονίων και μετα-μεταφραστικές τροποποιήσεις όπως η μεθυλίωση.
06 Καλλιέργειες ανθεκτικές σε επιβλαβείς οργανισμούς
Για χρόνια, το μικρόβιο Bacillus thuringiensis , το οποίο παράγει μια πρωτεΐνη τοξική για τα έντομα, και συγκεκριμένα το ευρωπαϊκό κολοκυθάκι, χρησιμοποιήθηκε για τη συγκομιδή σκόνης. Για να εξαλειφθεί η ανάγκη για ξεσκόνισμα, οι επιστήμονες πρώτα ανέπτυξαν διαγονιδιακό καλαμπόκι που εκφράζει Bt πρωτεΐνη, ακολουθούμενη από πατάτα Bt και βαμβάκι. Η πρωτεΐνη Bt δεν είναι τοξική για τον άνθρωπο και οι διαγονιδιακές καλλιέργειες διευκολύνουν τους αγρότες να αποφεύγουν τις δαπανηρές προσβολές. Το 1999, διαμάχη εμφανίστηκε πάνω από Bt καλαμπόκι λόγω μιας μελέτης που πρότεινε η γύρη μετανάστευσε στο milkweed όπου σκότωσε προνύμφες monarch που το έφαγε. Οι μεταγενέστερες μελέτες κατέδειξαν ότι ο κίνδυνος για τις προνύμφες ήταν πολύ μικρός και ότι τα τελευταία χρόνια η διαμάχη για το Bt καλαμπόκι έχει αλλάξει εστιασμένη στο θέμα της ανερχόμενης αντίστασης των εντόμων.
07 Καλλιέργειες ανθεκτικές σε φυτοφάρμακα
Για να μην συγχέονται με την ανθεκτικότητα σε παράσιτα , αυτά τα φυτά είναι ανεκτικά για να επιτρέπουν στους αγρότες να εκσπερμάσουν επιλεκτικά τα γύρω ζιζάνια χωρίς να βλάπτουν την καλλιέργειά τους. Το πιο διάσημο παράδειγμα είναι η τεχνολογία Roundup-Ready, η οποία αναπτύχθηκε από την Monsanto. Πρώτα εισήχθη το 1998 ως GM σόγια, τα φυτά Roundup-Ready δεν επηρεάζονται από το ζιζανιοκτόνο glyphosate, το οποίο μπορεί να εφαρμοστεί σε άφθονες ποσότητες για την εξάλειψη οποιωνδήποτε άλλων φυτών στο πεδίο. Τα οφέλη για αυτό είναι η εξοικονόμηση χρόνου και κόστους που συνδέονται με τη συμβατική καλλιέργεια για να μειωθούν τα ζιζάνια ή πολλαπλές εφαρμογές διαφόρων τύπων ζιζανιοκτόνων για να εξαλειφθούν επιλεκτικά συγκεκριμένα είδη ζιζανίων. Τα πιθανά μειονεκτήματα περιλαμβάνουν όλα τα αμφιλεγόμενα επιχειρήματα κατά των ΓΤΟ.
08 Συμπλήρωση θρεπτικών συστατικών
Σε μια προσπάθεια βελτίωσης της ανθρώπινης υγείας, ιδίως σε υποανάπτυκτες χώρες, οι επιστήμονες δημιουργούν γενετικά τροποποιημένα τρόφιμα που περιέχουν θρεπτικά συστατικά γνωστά για την καταπολέμηση ασθενειών ή υποσιτισμού. Ένα παράδειγμα αυτού είναι το Golden Rice , το οποίο περιέχει βήτα-καροτίνη, τον πρόδρομο για την παραγωγή βιταμίνης Α στο σώμα μας. Οι άνθρωποι που τρώνε το ρύζι παράγουν περισσότερη βιταμίνη Α, μια βασική θρεπτική ουσία που λείπει από τη δίαιτα των φτωχών στις ασιατικές χώρες. Τρία γονίδια, δύο από νάρκισσους και ένα από ένα βακτήριο, ικανά να καταλύουν τέσσερις βιοχημικές αντιδράσεις, κλωνοποιήθηκαν σε ρύζι για να το κάνουν "χρυσό". Το όνομα προέρχεται από το χρώμα των διαγονιδιακών κόκκων λόγω της υπερέκφρασης του β-καροτενίου, το οποίο δίνει στα καρότα το πορτοκαλί χρώμα τους.
09 Αντοχή σε αβιοτικό στρες
Λιγότερο από το 20% της γης είναι αρόσιμη γη, αλλά ορισμένες καλλιέργειες έχουν τροποποιηθεί γενετικά ώστε να γίνουν πιο ανεκτικές σε συνθήκες όπως η αλατότητα, το κρύο και η ξηρασία. Η ανακάλυψη των γονιδίων στα φυτά που είναι υπεύθυνα για την πρόσληψη νατρίου έχει οδηγήσει στην ανάπτυξη φυτών εξουδετέρωσης που μπορούν να αναπτυχθούν σε περιβάλλον με υψηλή περιεκτικότητα σε άλατα. Η ρύθμιση προς τα πάνω ή προς τα κάτω της μεταγραφής είναι γενικά η μέθοδος που χρησιμοποιείται για τη μεταβολή της ανοχής στην ξηρασία στα φυτά. Τα φυτά από το καλαμπόκι και τα κραμβόσπιτα, που μπορούν να ευδοκιμήσουν υπό συνθήκες ξηρασίας, βρίσκονται στο τέταρτο έτος δοκιμών πεδίου στην Καλιφόρνια και στο Κολοράντο και αναμένεται ότι θα φτάσουν στην αγορά μέσα σε 4-5 χρόνια.
10 ίνες βιομηχανικής αντοχής
Cmglee / Wikimedia CC 2.0
Το μεταξωτό μετάξι είναι το ισχυρότερη ίνα γνωστή στον άνθρωπο, ισχυρότερη από την Kevlar (χρησιμοποιείται για την κατασκευή αλεξίσφαιρων γιλέκων), με μεγαλύτερη αντοχή εφελκυσμού από τον χάλυβα. Τον Αύγουστο του 2000, η καναδική εταιρεία Nexia ανακοίνωσε την ανάπτυξη διαγονιδιακών αιγών που παρήγαγαν πρωτεΐνες μεταξιού αραβοσίτου στο γάλα τους. Ενώ αυτό λύνει το πρόβλημα της μαζικής παραγωγής των πρωτεϊνών, το πρόγραμμα απομακρύνθηκε όταν οι επιστήμονες δεν μπορούσαν να καταλάβουν πώς να τα γυρίσουν σε ίνες όπως οι αράχνες. Μέχρι το 2005, οι κατσίκες επρόκειτο να πωληθούν σε οποιονδήποτε θα τους πήρε. Παρόλο που φαίνεται ότι η ιδέα του μεταξιού αράχνης έχει τοποθετηθεί στο ράφι προς το παρόν, είναι μια τεχνολογία που είναι βέβαιο ότι θα εμφανιστεί και πάλι στο μέλλον, αφού συγκεντρωθούν περισσότερες πληροφορίες για το πώς υφαίνονται τα μεταξωτά.