Bioteknologi er en industri, der er fokuseret på manipulation af levende organismer til at skabe kommercielle produkter. Dette er imidlertid en meget bred opfattelse af denne hurtigt voksende videnskabelige industri.
Ved sådanne definitioner vil århundreder med landbrug og dyreopdræt betegnes som typer af bioteknologi. Moderne forståelse og anvendelse af denne videnskab, også kendt som bioteknologi, er blevet raffineret til at skabe nye lægemidler og skadedyrsbestandige afgrøder.
Sådanne innovationer begyndte at udvikle sig, da Stanely Cohen og Herbert Boyer demonstrerede DNA-kloning i deres Stanford-laboratorium i 1973. Bioteknologi er blevet iboende for mange aspekter af det moderne hverdagsliv.
Teknologien
Siden de første DNA-kloningseksperimenter har gentekniske teknikker udviklet sig til at skabe manipulerede biologiske molekyler og genetisk designede mikroorganismer og celler. Genetikere har også udviklet måder til at finde nye gener og finde ud af, hvordan de fungerer og skabte transgene dyr og planter.
Midt i denne bioteknologiske revolution eksploderede kommercielle applikationer. En industri udviklede sig omkring teknikker som f.eks genkloning (replikation), rettet mutagenese (dirigering af genetiske mutationer) og DNA-sekventering. RNA-interferens, biomolekylemærkning og påvisning og nukleinsyreamplifikation blev også udviklet og introduceret.
Biotech Markets: Medicinsk og landbrugsmæssig
Biotekindustrien er stort set opdelt i det medicinske og landbrugsmarked. Selvom initiativrig bioteknologi også anvendes på andre områder, såsom industriel produktion af kemikalier og bioremediering, er brugen i disse områder stadig specialiseret og begrænset.
På den anden side har den medicinske og landbrugsindustri gennemgået biotekniske revolutioner. Dette har inkluderet nye - og til tider kontroversielle - forskningsindsatser og udviklingsprogrammer. Virksomheder har udviklet sig til at udnytte boom i bioteknisk udvikling. Disse virksomheder har udviklet strategier til at opdage, ændre eller producere nye biomolekyler og organismer gennem bioteknologi.
Biotech Startup Revolution
Bioteknologi introducerede en helt ny tilgang til lægemiddeludvikling, der ikke let integreredes i den kemisk fokuserede tilgang, som de fleste af de etablerede farmaceutiske virksomheder brugte. Dette skift udløste et udslæt af opstartsvirksomheder, der startede med grundlæggelsen af Cetus (nu en del af Novartis Diagnostics) og Genentech i midten af 1970'erne.
Da der var et etableret venturekapitalfællesskab for den højteknologiske industri i Silicon Valley, grupperede mange af de tidlige bioteknologiske virksomheder også i San Francisco Bay Area. I årenes løb er utallige opstartsfirmaer blevet grundlagt for at forfølge dette marked.
Innovationsknudepunkter udviklet i USA i byer som Seattle, San Diego, North Carolina's Research Triangle Park, Boston og Philadelphia. Internationale biotekniske knudepunkter inkluderer byer som Berlin, Heidelberg og München i Tyskland; Oxford og Cambridge i Storbritannien; og Medicon-dalen i det østlige Danmark og det sydlige Sverige.
Design af nye stoffer hurtigere
Medicinsk bioteknologi, med en omsætning på mere end $ 150 mia. Årligt, modtager størstedelen af investeringer i bioteknologi og forskning. Denne del af bioteknologi graverer omkring pipeline for lægemiddelopdagelse, der starter med grundlæggende forskning til identificere gener eller proteiner associeret med bestemte sygdomme, der kan bruges som lægemiddelmål og diagnostisk markører.
Når et nyt gen- eller proteinmål er fundet, screenes tusinder af kemikalier for at finde potentielle lægemidler, der påvirker målet. De kemikalier, der ser ud til at fungere som stoffer (undertiden kendt som "hits"), skal derefter optimeres, kontrolleres for toksiske bivirkninger og testes i kliniske forsøg.
Medicinske bioteknologiske virksomheder
Biotech har været medvirkende til de indledende faser for lægemiddelopdagelse og screening. De fleste større farmaceutiske virksomheder har aktive forskningsprogrammer for målopdagelse, der er stærkt afhængige af bioteknologi. Mindre upstart-virksomheder som Exelixis, BioMarin Pharmaceuticals og Cephalon (erhvervet af Teva Farmaceutisk) med fokus på lægemiddelopdagelse og -udvikling ved ofte at bruge unik proprietær teknikker.
Ud over direkte lægemiddeludvikling ser virksomheder som Abbott Diagnostics og Becton, Dickinson and Company (BD) efter måder at bruge nye sygdomsrelaterede gener til at skabe ny klinisk diagnostik.
Mange af disse tests identificerer de mest responsive patienter for nye lægemidler, der kommer på markedet. Også støtte til forskning i nye lægemidler er en lang liste over forsknings- og laboratorieforsyningsvirksomheder, der leverer basale sæt, reagenser og udstyr.
For eksempel leverer virksomheder som Thermo-Fisher, Promega og en række andre laboratorieværktøjer og udstyr til biovidenskabelig forskning. Virksomheder som Molecular Devices og DiscoveRx leverer specielt konstruerede celler og detektionssystemer til screening af potentielle nye lægemidler.
Agricultural Biotechnology: Better Food
Den samme bioteknologi, der anvendes til lægemiddeludvikling, kan også forbedre landbrugs- og fødevareprodukter. I modsætning til lægemidler genererede genteknologi imidlertid ikke udslæt af nye ag-biotech-startups. Forskellen kan være, at bioteknologi på trods af det teknologiske spring fremad ikke ændrede grundlæggende landbrugsindustriens karakter.
Manipulering af afgrøder og husdyr for at optimere genetik for at forbedre nytteværdien og forbedre udbyttet har fundet sted i tusinder af år. Som en måde at tale giver bioingeniør en praktisk ny metode. Etablerede landbrugsvirksomheder som Dow og Monsanto (som blev erhvervet af Bayer) integrerede simpelthen bioteknologi i deres F & U-programmer.
Plante- og dyre-GMO'er
Det meste af fokus på ag-biotech er på afgrødeforbedring, som som virksomhed har været ret succesrig. Siden den første genetisk modificerede majs blev introduceret i 1994, er transgene afgrødestifter som hvede, sojabønner og tomater blevet normen.
Nu er mere end 90% af US-dyrket majs, sojabønner og bomuld bioteknisk. Selvom det halter bag biotekniske planter, er brugen af bioteknologi til forbedring af husdyr også ret udbredt.
Dolly, det første klonede får, blev oprettet i 1996. Siden da er kloning af dyr blevet mere almindelig, og det er klart, at transgene husdyr er på det øjeblik horisont - i 2019 modtog AquaBounty (producenter af genetisk manipuleret laks) godkendelse fra FDA til at bygge deres anlæg i Indiana og importere deres konstrueret laksæg, der skal opdrættes til mad i USA
Selvom genetisk modificerede organismer (GMO'er) har skabt en masse kontrovers i de senere år, ag-biotech er blevet ret godt etableret. Ifølge de senest tilgængelige briefinger fra International Service for Acquisition of Agri-biotech Anvendelser, plantninger af genetisk modificerede afgrøder nåede 189,8 millioner hektar i 2017, op fra 185,1 millioner hektar i 2016.