Các công ty công nghệ sinh học sử dụng các sinh vật sống để tạo ra các giải pháp công nghệ để giải quyết các vấn đề bao gồm bệnh tật, ô nhiễm, nông nghiệp và bất kỳ khu vực nào khác. Điều này có thể bao gồm từ việc sử dụng gen của thực vật để tạo ra các phương pháp chữa bệnh y tế đến sử dụng protein từ một loại nấm để làm cho cây trồng ít bị sâu bệnh. Trong khi có nhiều ứng dụng của công nghệ sinh học, hầu hết rơi vào các lĩnh vực y tế, nông nghiệp hoặc công nghiệp.
Lời khuyên
-
Ba loại công ty công nghệ sinh học là y tế, nông nghiệp và công nghiệp.
Công nghệ sinh học là gì?
Công nghệ sinh học liên quan đến việc nghiên cứu và ứng dụng các hệ thống sinh học được tìm thấy trong các sinh vật bao gồm vi khuẩn, nấm, vi rút, thực vật và động vật để tạo ra những tiến bộ công nghệ. Nói một cách đơn giản hơn, công nghệ sinh học là việc sử dụng các dạng sống (cho dù bằng cách sử dụng chính sinh vật hoặc thứ gì đó có nguồn gốc từ nó) để giúp giải quyết các vấn đề thông qua công nghệ.
Thuật ngữ này ban đầu được đặt ra bởi kỹ sư nông nghiệp Hungary Karl Ereky vào năm 1919 để mô tả sự kết hợp giữa sinh học và công nghệ. Thật khó để tin rằng lĩnh vực này đã phát triển bao nhiêu trong một trăm năm kể từ khi ông tạo ra thuật ngữ này.
Ngành công nghệ sinh học, thường được rút ngắn thành "công nghệ sinh học" hoặc "công nghệ sinh học", là một trong những ngành phát triển nhanh nhất trong nghiên cứu và phát triển. Nó mang lại hàng trăm tỷ đô la mỗi năm với những cải tiến mới có thể được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Những tiến bộ này có thể được phát triển cho nhiều mục đích khác nhau bao gồm chuẩn bị vắc-xin, cho người đói ăn, tạo ra nhiên liệu sinh học mới, phát triển mỹ phẩm mới hoặc thậm chí là sản xuất bia.
Các loại công nghệ sinh học
Trong khi ba hình thức chính của công nghệ sinh học là y tế, nông nghiệp và công nghiệp (đôi khi được gọi là công nghệ sinh học "đỏ," "xanh" và "trắng" tương ứng), có nhiều loại công nghệ sinh học khác nhau, một số trong số đó nằm ngoài phạm vi của ba lĩnh vực chính này và một số trong đó kết hợp nhiều loại. Ví dụ, việc chỉnh sửa gen của cây để sử dụng trong vắc-xin liên quan đến cả hai lĩnh vực nông nghiệp và y tế.
Ứng dụng công nghệ sinh học y tế
Khi công nghệ sinh học được sử dụng cho các mục đích có thể sức khỏe tốt hơn hoặc là giảm bớt đau khổ của con người hoặc các sinh vật khác, nó là một phần của ngành công nghệ sinh học y tế. Điều này liên quan đến cả việc tìm ra phương pháp chữa trị, chẩn đoán, trị liệu, vắc-xin và điều trị bệnh cũng như tìm cách phòng bệnh bằng cách nghiên cứu những cách mới hoặc hiệu quả hơn để duy trì sức khỏe của chúng ta, bằng cách hiểu về bệnh và bằng cách nghiên cứu sinh học của tế bào người.
Một phần nhỏ của ngành công nghệ sinh học y tế tập trung vào thuốc thú y, mặc dù ngành công nghiệp lớn hơn hoạt động về phương pháp điều trị cho con người, một số trong đó cuối cùng cũng có thể được sử dụng cho động vật. Hiện tại có hơn 250 sản phẩm chăm sóc sức khỏe và vắc-xin trên thị trường có nguồn gốc từ công nghệ sinh học, nhiều trong số đó hỗ trợ kiểm soát các bệnh không thể điều trị trước đây.
Các nhà khoa học trong lĩnh vực này nghiên cứu cách thức vi khuẩn, tế bào thực vật và động vật hoạt động ở cấp độ cơ bản. Đôi khi DNA của các tế bào này bị phá vỡ ở mức độ di truyền để tăng sản xuất một số đặc điểm có thể có các ứng dụng y tế, chẳng hạn như tăng sản xuất insulin thông qua thao tác gen. Trong các trường hợp khác, các nhà khoa học nghiên cứu enzyme trong các sinh vật này có thể hỗ trợ phát triển thuốc hoặc hormone tổng hợp.
Các nhà nghiên cứu hy vọng những khám phá của họ trong kỹ thuật di truyền có thể dẫn đến các phương pháp chữa trị hoặc ít nhất là những tiến bộ trong phương pháp điều trị để tàn phá các bệnh như Parkinson và Alzheimer.
Ví dụ về công nghệ sinh học y tế
Các nhà khoa học hiện đang phát triển một loại vắc-xin chống ung thư hạch, được tạo ra bằng cách trồng cây thuốc lá biến đổi gen được sản xuất để thể hiện RNA từ các tế bào B ác tính. Điều này có thể cứu gần 20.000 mạng mỗi năm.
Họ cũng đã được sử dụng băng quấn Chitosan, một loại đường có nguồn gốc từ vỏ tôm và vỏ cua, giúp chữa lành vết thương. Điều này có thể ngăn ngừa các biến chứng và thậm chí tử vong liên quan đến nhiễm trùng phẫu thuật và các nhiễm trùng khác.
Ứng dụng công nghệ sinh học nông nghiệp
Công nghệ sinh học nông nghiệp tập trung vào cây biến đổi gen với mục đích tăng năng suất cây trồng hoặc giới thiệu các đặc tính mong muốn để làm cho chúng dễ trồng hơn ở các khu vực cụ thể có thời tiết hoặc sâu bệnh gây khó khăn cho việc phát triển.
Đôi khi, các nhà nghiên cứu làm việc không phải để cải thiện sản xuất hoặc để làm cho việc trồng trọt dễ dàng hơn mà chỉ đơn giản là làm cho cây trồng ngon hơn, trông hấp dẫn hơn, khỏe mạnh hơn hoặc tồn tại lâu hơn trên các kệ hàng. Công nghệ sinh học nông nghiệp cũng có thể được áp dụng cho động vật để cải thiện sản xuất thực phẩm hoặc để làm cho con vật đau lòng hơn, được gọi là công nghệ sinh học động vật.
Sửa đổi DNA là một trong những công cụ quan trọng nhất cho ngành công nghệ sinh học nông nghiệp. Điều đáng chú ý là nhân giống chọn lọc là một hình thức chỉnh sửa gen đã được thực hiện bởi những người nông dân gần như con người đã trồng trọt và chăm sóc gia súc, phấn đấu để tạo ra những cây trồng chân thành hơn và chăn nuôi khỏe mạnh hơn.
Trong các ứng dụng hiện đại, các nhà khoa học làm việc trong ngành công nghệ sinh học nông nghiệp đôi khi sẽ xác định một đặc tính mong muốn trong một nhà máy và sau đó tìm kiếm gen chịu trách nhiệm trong một nhà máy khác và sau đó đưa gen đó vào nhà máy đầu tiên để cải thiện đặc tính đó. Chẳng hạn, các nhà khoa học đã chuyển gen vào ngô từ nấm Bacillus thuringiensis, có khả năng kháng sâu bệnh một cách tự nhiên như sâu đục thân ngô châu Âu. Thực vật có các gen này sau đó tạo ra một loại protein có khả năng kháng các loại sâu bệnh này một cách tự nhiên, làm giảm nhu cầu sử dụng thuốc trừ sâu.
Ví dụ về công nghệ sinh học nông nghiệp
Các sinh vật biến đổi gen, hay GMO, là một số ứng dụng nổi tiếng nhất của ngành công nghệ sinh học nói chung. Mặc dù thường bị công chúng sợ hãi, GMO có thể làm giảm việc sử dụng phân bón nhân tạo, thuốc diệt cỏ và thuốc trừ sâu bằng cách làm cho cây trồng ngay từ đầu. Hơn 13,3 triệu nông dân trên toàn cầu tận dụng những tiến bộ trong công nghệ sinh học nông nghiệp.
Những người chỉ được tiếp cận với các lựa chọn thực phẩm hạn chế thường có thể bị thiếu hụt chất dinh dưỡng nguy hiểm. Bằng cách tạo ra thực phẩm có thêm chất dinh dưỡng, những người sống ở những khu vực này có thể khỏe mạnh hơn ngay cả khi họ chỉ có thể tiếp cận một số ít thực phẩm. Một ví dụ sẽ là gạo vàng được truyền beta-carotene, làm cho nó trở thành một nguồn vitamin A.
Một ứng dụng khác của công nghệ sinh học nông nghiệp là tạo ra các loại cây trồng có thể được trồng ở các khu vực nhỏ hơn hoặc môi trường ít hiếu khách hơn. Các nhà khoa học đã làm việc để tạo ra các loại thực phẩm có thể tối đa hóa lượng thực phẩm được trồng trong một không gian hạn chế, ngay cả ở những vùng khí hậu khó khăn như nhiệt độ đóng băng hoặc vùng đất khô hạn. Họ cũng đang làm việc để tìm cách nhân giống cây trồng không bị ảnh hưởng bởi nước bị nhiễm mặn cao để họ có thể được tưới bằng nước biển.
Ứng dụng công nghệ sinh học công nghiệp
Hầu hết các loại công nghệ sinh học khác thuộc danh hiệu công nghệ sinh học công nghiệp. Điều này liên quan đến việc sử dụng thực vật, sinh vật biển, vi sinh vật, tảo và nấm để sản xuất những thứ như hóa chất, vật liệu và năng lượng cho các ứng dụng công nghiệp.
Công nghệ sinh học công nghiệp chủ yếu tập trung vào các ứng dụng thân thiện với môi trường nhằm giảm ô nhiễm và tăng hiệu quả năng lượng. Ví dụ, vi sinh vật và thực vật có thể được sử dụng để phá vỡ và hòa tan các chất thải như kim loại nặng.
Lĩnh vực này đã đóng góp một số cách tiếp cận sáng tạo và hứa hẹn nhất cho tăng trưởng công nghiệp đồng thời có lợi cho trái đất, như nhiên liệu sinh học, nhựa phân hủy sinh học và vải mới. Những đổi mới này thường giúp tiết kiệm tiền cho doanh nghiệp và giúp bảo vệ môi trường, khiến chúng trở nên phổ biến với các doanh nghiệp và người tiêu dùng.
Bên cạnh sự phát triển môi trường, công nghệ sinh học công nghiệp cũng có thể được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp. Ví dụ, vi sinh vật đã được sử dụng trong hàng ngàn năm trong việc tạo ra các loại thực phẩm dựa vào quá trình lên men, chẳng hạn như phô mai, bia, bánh mì và rượu vang. Trong những năm gần đây, những tiến bộ trong công nghệ lên men đã cách mạng hóa ngành công nghiệp sản xuất bia và sản xuất phô mai. Các nhà khoa học tiếp tục sử dụng kỹ thuật sinh học để thay đổi ngành công nghiệp thực phẩm cũng như các ngành công nghiệp khác.
Ví dụ về công nghệ sinh học công nghiệp
Mạng nhện là một trong những vật liệu mạnh nhất xung quanh về độ bền kéo, có thể chịu lực mạnh hơn thép khi so sánh ở cùng chiều rộng mặt cắt ngang. Các nhà khoa học hy vọng sẽ sử dụng các thuộc tính của mạng nhện để tạo ra các loại vải mạnh hơn như áo giáp, sẽ mạnh hơn Kevlar. Họ nhằm mục đích làm điều này bằng cách sử dụng gen từ những con nhện trên dê. Những con dê sau đó sản xuất protein tơ nhện trong sữa của chúng, chúng có thể được sản xuất và xử lý dễ dàng hơn tơ từ nhện.
Tăng trưởng công nghệ sinh học công nghiệp
Mặc dù nó có thể là loại mới nhất trong ba loại công nghệ sinh học chính và thường được gọi là "làn sóng thứ ba" của công nghệ sinh học, công nghệ sinh học công nghiệp là ngành công nghệ sinh học phát triển nhanh nhất và có thể trở thành lớn nhất trong tương lai gần. Một điều làm cho công nghệ sinh học công nghiệp thành công là tốc độ đổi mới có thể chuyển từ phòng thí nghiệm sang lĩnh vực thương mại, chỉ từ hai đến năm năm, một khoảng thời gian ngắn hơn đáng kể so với những tiến bộ trong lĩnh vực y tế hoặc nông nghiệp.
Các công ty hàng đầu về công nghệ sinh học
Trong khi lĩnh vực công nghiệp có lẽ là loại công ty công nghệ sinh học phát triển nhanh nhất, hầu hết các công ty công nghệ sinh học hàng đầu tính đến năm 2018 vẫn thuộc lĩnh vực y tế do lợi nhuận khổng lồ của những đổi mới trong lĩnh vực đó. Điều đó đang được nói, các công ty công nghệ sinh học công nghiệp hiện đang bắt đầu xuất hiện trong các danh sách này ngày càng thường xuyên hơn.
Amgen, được biết đến với thuốc chống viêm Enbrel và thuốc chống nhiễm trùng Neulasta và Neupogen, là công ty công nghệ sinh học lớn nhất tính đến năm 2018, theo tạp chí Forbes. Gilead Science đứng ở vị trí thứ hai và được xếp hạng là công ty công nghệ sinh học hàng đầu trong nhiều năm qua. Nó được biết đến với các loại thuốc chống vi-rút được sử dụng để điều trị HIV / AIDS, bệnh gan, ung thư, bệnh viêm, tình trạng hô hấp và các vấn đề về tim mạch.
Đứng thứ 5 trong số các công ty công nghệ sinh học hàng đầu năm 2018, Vertex Cosmetics đáng chú ý là một trong những công ty công nghệ sinh học đầu tiên thử nghiệm chiến lược thiết kế thuốc hợp lý, nghĩa là các nhà khoa học trước tiên thiết kế và tối ưu hóa cấu trúc hóa học để điều trị bệnh và sau đó tìm kiếm hóa chất có thể đáp ứng cấu trúc đó và do đó phục vụ như một loại thuốc phù hợp. Công ty xếp hạng 6, Illumina, không chuyên về dược phẩm mà trong việc phân tích và giải trình tự các biến thể di truyền, chẳng hạn như giải trình tự bộ gen và hồ sơ biểu hiện gen.
Công ty duy nhất được xếp hạng trong danh sách 10 công ty công nghệ sinh học hàng đầu năm 2018 không tập trung hoàn toàn vào các ứng dụng y tế là Agilent Technologies, công ty tạo ra một loạt các sản phẩm từ vật tư phòng thí nghiệm đến phần mềm và hàng tiêu dùng. Công ty liên quan đến an toàn thực phẩm, phát triển môi trường, hóa chất và năng lượng thay thế. Điều đó đang được nói, họ vẫn có các bộ phận y tế làm việc trong dược phẩm, chẩn đoán, trị liệu và nghiên cứu.
