Büyüteç altında: biyoteknolojideki trendler

Biyoteknolojik süreçler, ürünler ve hizmetler, modern deterjanlarda, gıda üretiminde veya diyabet tedavisinde olsun, günlük yaşamın neredeyse tüm alanlarında rol oynamaktadır. Biyoteknoloji, 21. yüzyılın kilit teknolojilerinden biridir ve küresel ekolojik ve ekonomik zorlukların çözümünde büyük yardımcı olacaktır. Diğer kilit teknolojiler gibi, biyoteknoloji de uzmanların yenilikçi süreçleri araştırmasını ve uygulamasını gerektirir. Bu yazıda Dr. Ulrich Gerth Fraunhofer Biyomedikal Mühendisliği Enstitüsü.

Biyoteknolojik süreçler binlerce yıldır bilinmektedir.

İnsanlığın biyoteknolojik süreçleri ne zaman kullanmaya başladığı bilinmemektedir. Ancak ekmek mayası veya laktik asit bakterisi gibi mikroorganizmaların faydalı özellikleri binlerce yıldır insanlık tarafından bilinmektedir.
Ancak, 19. yüzyılın ikinci yarısına kadar insanlık, mikroorganizmaların nasıl çalıştığına dair bir anlayış kazanmadı. Fransız biyokimyacı ve mikrobiyolog Louis Pasteur, bir yanda mikroorganizmaların etkileri ile diğer yanda algılayabildiğimiz maddesel değişimler arasındaki bağlantıyı ilk fark edenlerden biriydi. Macar mühendis ve ekonomist Karl Ereky ise “biyoteknoloji” terimini ilk kez 1919 yılında kullanmıştır. Taş ve Demir Çağlarına benzer bir şekilde biyoteknolojik bir çağ öngörmüştür. Bu kehanet bugün gerçekleşecek gibi görünüyor.

Son yıllarda biyolojik bilimlerdeki muazzam bilgi kazanımları sayesinde, sadece mikroorganizmaların nasıl çalıştığını anlamakla kalmıyor, aynı zamanda onları ihtiyaçlarımıza uyarlayabiliyoruz. Örneğin, 70'lerden bu yana bilim, genetik materyali organizmalar arasında, hatta tür sınırlarının ötesinde bile (genetik mühendisliği) hedeflenen bir şekilde transfer edebilmiştir. Bu, 1982'de ilk genetiği değiştirilmiş ilaç olarak piyasaya çıkan ilk insan insülinine yol açtı.
Bugün, genom adı verilen tüm genetik bilgilerin tamamı, basit bakterilerden insanlara kadar çok sayıda tür için bilinmektedir. Yaşam planına ilişkin bu temel bilgi, biyoteknolojiyi 21. yüzyılın en önemli teknolojilerinden biri haline getiriyor.

İşte bütün mesele bu! Tüm yaşam süreçlerinin planı olarak DNA.

Biyoteknoloji nedir?

Ekonomik İşbirliği ve Kalkınma Teşkilatı'nın (OECD) tanımına göre, biyoteknoloji “bilim ve teknolojinin canlı organizmalara, bunların parçalarına, ürünlerine veya modellerine canlı veya canlı olmayanları değiştirmek amacıyla uygulanmasıdır. - bilginin genişletilmesi, mal üretimi ve hizmetlerin sağlanması amacıyla canlı madde”. Başka bir deyişle: Biyoteknolojinin olası kullanımları çok çeşitlidir.

Yalnızca biyoloji ve biyokimyaya dayanmadığı için kesitsel bir teknolojidir. Fizik, kimya, proses mühendisliği, malzeme bilimi ve bilgisayar bilimi gibi çok sayıda başka bilimsel disiplin kullanılmaktadır. Biyoteknoloji sadece bakteri, bitki, hayvan veya insan gibi organizmaların tamamını araştırmaz. Bireysel hücreler ve enzimler veya organizmanın diğer parçaları ve ürünleri de araştırma ve uygulama konusudur.

Bu farklı uygulama alanlarını birbirinden ayırmak için bir renk teorisi ortaya çıkmıştır: Kırmızı, yeşil ve beyaz biyoteknoloji arasında bir ayrım yapılmaktadır. Kırmızı ilaç, yeşil tarım, beyaz ise sanayi demektir.

Biyo bazlı plastikler, biyoyakıtlar veya gen transferi: sorunlarımıza biyoteknolojik cevaplar

İnsanlığın şimdi ve gelecekte uğraşmak zorunda kalacağı sorunlara bakarsak, pek çok şey bir araya geliyor. Biyoteknoloji, bu sorunlara karşı koymak için gelecekte çok şey yapıyor ve yapacak. Burada örnek olarak dört zorluk dikkate alınmalıdır:

  • Bulaşıcı hastalıklar ve pandemilerle mücadele
  • Artan dünya nüfusu nedeniyle gıda krizleri
  • kirlilik ve iklim değişikliği
  • Yaşlanan toplum ve dolayısıyla toplum için artan tıbbi maliyetler
doktor Ulrich Gerth, 2022 zdi topluluk etkinliği sırasında verdiği konferansta.

Louis Pasteur bunu kısaca şöyle ifade eder: "Şans hazırlıklı olandan yanadır". Sadece mükemmel eğitim seçenekleri bizim için değerli bir gelecek sağlar. Biyoteknoloji, geleceğin en önemli yapı taşlarından biridir. Bu, yakın geçmişte mRNA bazlı yeni korona aşılarının geliştirilmesi ve uygulanmasıyla etkileyici bir şekilde gösterilmiştir. Ve bu pek çok örnekten sadece biri.

doktor Ulrich Gerth, Fraunhofer Biyomedikal Mühendisliği Enstitüsü

Biyoteknoloji nasıl yardımcı olabilir?

Bulaşıcı hastalıklar ve pandemilerle mücadele

Covid-19 gibi pandemilerle veya tüberküloz gibi bulaşıcı hastalıklarla daha iyi mücadele etmek için küresel bir genomik gözetim sistemine ihtiyaç vardır. Bu zaten var Almanya ve uluslararası Uzlaşma. Burada biyoteknoloji, bilgisayar bilimi ile birleşir ve bir virüs hakkındaki tüm biyokimyasal verileri ve bilgileri toplar, örn. B. gen dizileri veya varyantları. Bunu yaparken yeni patojenleri tanımlar, mutasyon riskini değerlendirir ve veri ve bilgilere ayrım gözetmeden erişim için çaba gösterir. Sistem ayrıca hastalığın ilerlemesinin ciddiyeti veya aşılama durumu hakkında klinik bilgiler toplar. Buradaki zorluk, yalnızca yeni patojenleri araştırmakta değil, aynı zamanda gerçek zamanlı olarak küresel bilgi ağlarında da yatmaktadır.

Artan dünya nüfusu nedeniyle gıda krizleri

6,7'de yaklaşık 2008 milyar olan dünya nüfusunun bir yanda 8,3'da yaklaşık 2030 milyar kişiye yükselmesi ve diğer yanda küresel olarak sınırlı tarım alanı nedeniyle, yakın gelecekte gıdaya yönelik artan bir talep olacaktır; Aynısı ham petrol bazlı endüstriyel kimyasallara olan talep için de geçerlidir, çünkü petrol sonsuz miktarlarda düşük maliyetle bulunmayacaktır. Her ikisi için de yeşil biyoteknolojide doğal kaynakların daha verimli kullanılmasına yönelik yaklaşımlar vardır.
Modern yeşil biyoteknolojide önemli bir teknoloji örn. B. Agrobacterium aracılı gen transferi. Bu genetik mühendisliği yöntemi ile bireysel kalıtsal faktörler (genler) bir organizmanın hücrelerinden başka bir canlının hücrelerine aktarılır.
Somatik hibridizasyon (protoplast füzyonu veya hücre füzyonu olarak da adlandırılır) yeşil biyoteknolojide bir başka önemli yöntemdir. Farklı ana bitkilerden istenen özellikleri birleştirmeyi sağlar.

kirlilik ve iklim değişikliği

Toprakta ve içme suyunda ağır metaller, çöplüklerden sızıntı, kirli çamaşırlar - neden doğadan yardım almıyorsunuz?
Su, hava ve topraktaki kirleticileri tespit etmek için kullanılan sözde biyosensörler, çevresel biyoteknolojide önemli bir araçtır. Araştırmacılar, organizmalar veya enzimler bazında çevresel toksinlere tepki verebilen sistemler geliştiriyorlar.
Biyoteknolojinin çevrenin korunmasına bir diğer önemli katkısı da biyoyakıtlardır. Çoğunlukla bitkilerden yapılırlar ve fosil yakıtlar olan dizel, benzin ve doğal gazın yerini alabilirler.
Polimerlerin veya plastiklerin biyoteknolojik üretimi de gezegenimizin korunmasına katkıda bulunur. Biyobozunur biyo-bazlı plastiklerin geliştirilmesi ilerliyor. Bu, belirli polimerlerin üretimi için petrokimyasal süreçlerin değiştirilebileceği veya yeni özelliklere sahip yeni polimerlerin geliştirilebileceği anlamına gelir.

Yaşlanan toplum ve dolayısıyla toplum için artan tıbbi maliyetler

Dünya nüfusundaki artışa ek olarak, batılı ülkelerdeki yaşlanan toplum da bir endişe kaynağıdır. Yaşlanan bir toplum, birden fazla kronik hastalığa ve önemli ölçüde artan maliyetlere (sağlık harcamalarının yaklaşık yüzde 85'i) neden olur. Bu, yaralanmaların veya akut yaşamı tehdit eden hastalıkların neden olduğu maliyetleri çok aşıyor.
Günümüz tıbbı çoğunlukla semptomların tedavisine odaklanmaktadır. Bir hastalığın nedenleri ve dolayısıyla bir tedavi daha az önemlidir. Bu yakın gelecekte değişmeli. Kırmızı biyoteknolojideki eğilimler koruma (yakın gelecek) ve yenilenmedir (uzak gelecek).

Ve biyoteknolojinin yardımıyla tıbbi bakım şu şekilde geliştirilebilir:

  • Rejeneratif tıp – vücudun kendi kök hücrelerini aktive eden aktif maddeleri hafifletmek / kullanmak yerine iyileştirme
  • Kişiselleştirilmiş tıp, nüfus temelli tıbbın yerini alıyor
  • İlaç uygulamasının basitleştirilmesi (örn. implante edilebilir pompalar)
  • Geri kazanım izlemeyi veya laboratuvar teknolojisinin geliştirilmesini iyileştirmek için bilgi teknolojisinin kullanılması
  • Cerrahi aletlerin iyileştirilmiş görüntülemesi ve navigasyonu / minimal invazivden non-invaziv
  • İlaç geliştirmede zaman ve maliyet tasarrufu

Biyoteknoloji için genç yeteneklerin teşviki

Şirketler, ilgili biyoteknoloji alanı için uygun adayları bulmayı giderek zorlaştırıyor. Doğa bilimcileri ve mühendislerinin yanı sıra biyoteknoloji makine mühendisleri, proses mühendisleri veya mekatronik ve bilgisayar bilimcileri de arıyoruz. Özellikle inovasyon sürücüleri, küçük ve orta ölçekli şirketler geride kaldı. eksiksin örn. B. “küresel işe alım” için kaynaklar.

Öğrencilerin motivasyonu yüksek olmalıdır. Çünkü biyoteknolojideki işler, gençler arasında çok popüler olan bir dizi kriteri karşılıyor. Ulusal ve uluslararası anketler Bir kariyer seçerken çevreye doğaya duyarlı bir yaklaşımın ve çalışmalarının anlamlılığının onlar için önemli olduğunu göstermiştir.

Ayrıca Dr. Ulrich Gerth, genç yeteneklerin bu alanda desteklenmesinin önemli bir anahtar olduğunu düşünüyor: “Bilgiye dayalı geleceğimiz ancak araştırma ve buluş yoluyla başarılı bir şekilde şekillendirilebilir. Bunun için yeterli eğitim fırsatı olamaz”, 2022 yazında uzman konuşmacı olarak davet edildiği zdi topluluk etkinliğinde açıkça belirtti.

zdi topluluğu, kendilerini biyoteknoloji dünyasına kaptırmak isteyen okul çocukları için çok sayıda teklife sahiptir.


zdi.NRW kurslarının tamamını şu adreste bulabilirsiniz: zdi topluluk platformu.


Bu yazılar da ilginizi çekebilir

Allgemein

KReateFuture 2022: Öğrenciler ve bilim insanları birlikte gelecek için nasıl fikir geliştirir?

Allgemein

Büyüteç altında: kariyer seçerken gençlik trendleri

zdi topluluk etkinliğinin ziyaretçileri, sonunda tekrar kişisel olarak ağ kurabilmenin mutluluğunu yaşıyor.

Allgemein

zdi topluluk etkinliği 2022