Биотехнология — одна из перспективных и стратегически важных областей науки. Она изучает возможности использования живых организмов и продуктов их жизнедеятельности для решения ключевых технологических задач. Уже сегодня с помощью достижений этой науки мы получаем более качественные продукты питания и разрабатываем современные препараты. Но дальше — больше.
Интересно, что биотехнология вносит свой вклад не только в биологические науки. Генная инженерия (один из ее методов) позволяет выводить новые сорта растений и породы животных с большей производительностью, что стимулирует развитие сельского хозяйства. Некоторые исследования из биотехнологии привели к созданию ион-селективных транзисторов на основе полевого эффекта в микроэлектронике. А еще благодаря ее достижениям человек смог повысить нефтеотдачу нефтяных пластов. Использование новых микроорганизмов помогает в очистке сточных вод в экологии.
Все это позволяет назвать биотехнологию важнейшей и комплексной наукой. Она позволяет решить проблемы:
- недостатка пресной воды;
- загрязнения окружающей среды химическими реагентами;
- нехватки энергетических ресурсов;
- получения экологически чистых материалов и ресурсов;
- некачественной медицины.
А какие прорывные открытия совершаются в биотехнологической науке и как попасть в эту сферу, читайте в статье.
Несколько фактов из истории
На самом деле, биотехнология применяется человеком с древнейших времен. Полезные микроорганизмы использовались в сыроварении, производстве вина и пива еще в Древнем Вавилоне! Конечно, о химических и биологических процессах, лежащих в основе такой «магии», люди пока ничего не знали.
Так, только в 1867 году Луи Пастер определил, что сквашивание и брожение являются итогом жизнедеятельности микроорганизмов. Дополнил эти предположения Эдуард Бухнер. Он определил, что в подобных реакциях есть особый бесклеточный катализатор со специфичными ферментами.
1865 год был ознаменован открытием основных законов наследственности Грегором Менделем, а в 1902 году Теодор Бовери и Уолтер Саттон впервые предположили связь между наследственностью и хромосомами.
Сам термин «биотехнология» возник достаточно давно: в 1917 году. Однако тогда он подразумевал исключительно применение микроорганизмов для ферментации продуктов питания, позже его распространили также на сельское хозяйство.
В 1928 году был создан первый антибиотик — пенициллин. Он послужил причиной выделения целой фармацевтической отрасли, однако биотехнологией ее не называли. Терминология обновилась лишь в 1970-х. Тогда к биотехнологии причислили в том числе лабораторные исследования, касающиеся рекомбинации ДНК и опытов с микроорганизмами. После этого наука стала развиваться активнее и раздробилась на более мелкие предметы, такие как биоинженерия, биомедицина, биоинформатика, бионика и клеточная инженерия.
О самых перспективных технологиях
Биотехнология набирает обороты. Каждый год ученые делают новые открытия, а инженеры патентуют перспективные технологии. Но какие достижения науки можно назвать по-настоящему прорывными? Перечислим некоторые из них:
- редактирование генома. В силу своих безграничных возможностей этот метод получил также название «взлом генома». Суть в том, что ученые постепенно осваивают техники модификации ДНК. Его участки удаляются, заменяются или дополняются в зависимости от желаемого результата. Сейчас исследователи стремятся в первую очередь к борьбе с болезнями и поиску новых лекарственных препаратов, но в предполагается, что они смогут лечить даже генетические заболевания. Потенциал у технологии огромный. Возможно, в будущем она поможет улучшать зрение, обоняние или слух, менять физические особенности организма. А если удасться создать систему редактирования генов в режиме реального времени, то изменится вся фармацевтическая промышленность. Станет намного легче лечить такие заболевания, как рак и диабет;
- инженерия продуктов питания. Это исток биотехнологии и одновременно один из векторов ее развития. Исследователи стремятся к тому, чтобы заменить молочные и мясные продукты, используя современные технологии. Таким образом можно снизить колоссальный ущерб, который наша деятельность приносит планете. Например, уменьшить влияние на природу сельского хозяйства, сократить выбросы углекислого газа, потребление воды и заражение среды химикатами. Ученые предполагают, что методы генной модификации позволят выращивать мясо в лабораториях из отдельных клеток. Такими экспериментами уже занимаются некоторые стартапы, такие как Clara Foods;
- развитие человеческого потенциала. Смартфоны и ноутбуки — это первый шаг на пути к подключению человека к всемирной сети, ведь уже сейчас они позволяют получать информацию в любой момент времени, нажимая всего пару кнопок. Однако мы планируем зайти дальше и использовать встраиваемые технологии, такие как имплантаты и интерфейсы. Предполагается, что они сделают человека продуктивнее и умнее. Так, подобные исследования уже сегодня проводит компания Илона Маска;
- сочетание биологических наук и диджитала. На самом деле, любые цифровые технологии можно объединить с современными достижениями в области биологии. Этим уже занимаются многие компании, подключая к работе материаловедение, вычислительные программы и аддитивные технологии. Так, ученые придумывают новые способы хранения ДНК по всем правилам кибербезопасности, а еще пытаются получить новый вид цианобактерий, способных питать небольшие электронные устройства. Есть и другие исследования, например, картографирование ДНК;
- постоянное отслеживание состояния пациентов. Конечно, некоторые такие технологии применяются уже сейчас. Например, популярными стали фитнес-браслеты, контролирующие пульс и давление. Но в будущем технологии зайдут дальше и позволят получать много других показателей в режиме реального времени. Врачи смогут ежеминутно отслеживать состояние пациента и мгновенно проводить лечебные мероприятия при необходимости. Скорее всего, это поднимет здравоохранение на новый уровень.
Биотехнолог — профессия будущего?
Конечно, да! Востребованность этой профессии будет расти с каждым днем. Но миру нужны не просто специалисты с базовым образованием, а талантливые ученые, способные разрабатывать новые технологии, чтобы двигать медицину и промышленность не только в нашей стране, но и за рубежом.
Если вы хотите стать таким человеком, то добро пожаловать в Институт биохимической технологии и нанотехнологии Российского университета дружбы народов. Абитуриентов, имеющих естественнонаучное образование или просто заинтересованных в получении востребованной профессии, ждут на направлении подготовки «Биотехнология (в т. ч. бионанотехнологии)». Это программа аспирантуры, позволяющая получить и укрепить междисциплинарные знания, связанные с биологическими и химическими науками, а также умением использовать современные технологии, процессы и аппараты, системы контроля.
Аспиранты изучают историю, философию, педагогику и иностранный язык. Первые два года посвящены профильным дисциплинам:
- Методология научных исследований;
- Биотехнология и бионанотехнология;
- Химия биоорганических соединений;
- Нанотехнология в медицине;
- Разработка и регистрация лекарственных препаратов;
- Охрана объектов интеллектуальной собственности и коммерциализация РИД.
Во время всего периода обучения аспиранты ведут собственную научно-исследовательскую работу. В этом им помогают преподаватели Института — кандидаты и доктора наук, в числе которых эксперт Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ). Регулярные мастер-классы, семинары и конференции позволят начать свой путь в сфере науки и получить новые знания. Совсем недавно ИБХТН представил целых 12 научных разработок — вы можете заняться их усовершенствованием или предложить новую тему исследований. Работать вы сможете не только в сфере преподавания и науки, но в R&D и аналитических центрах фармакологических и биотехнологических компаний.
Хотите построить научную карьеру в области биотехнологии? Ждем вас в аспирантуре РУДН!