A biotechnológiát gyakran tekintik az orvosbiológiai kutatások szinonimájaként, de sok más iparág is van, amelyek kihasználják a biotechnológiai módszereket a gének tanulmányozásához, klónozásához és megváltoztatásához. A mindennapi életünkben hozzászoktunk az enzimek eszméjéhez, és sok ember ismeri a GMO-k élelmiszerekben való használatát körülvevő ellentmondásokat. Az agrárágazat a vita középpontjában áll, de George Washington Carver napja óta a mezőgazdasági biotechnológia számtalan új terméket gyárt, amelyek jobb életképességet változtathatnak.
01 Vakcinák
A szóban forgó vakcinák évek óta működnek a betegségek terjedésének lehetséges megoldásában a fejletlen országokban, ahol a költségek megakadályozzák a széles körű vakcinázást. Genetikailag módosított növények, rendszerint gyümölcsök vagy zöldségek, amelyeket úgy terveztek, hogy fertőző kórokozókból származó antigénfehérjéket hordozzanak, és lenyeléskor immunválaszt váltanak ki. Erre példa egy betegspecifikus vakcina a rák kezelésére. Anti-limfóma vakcinát készítettünk olyan dohány növényekből, amelyek klónozott malignus B-sejteket hordozó RNS-t hordoztak. Az így kapott fehérjét ezután alkalmazzák a páciens vakcinálására és immunrendszerük fokozására a rák ellen. A rákkezelésre szabott vakcinák jelentős ígéretet mutattak az előzetes vizsgálatokban.
Antibiotikumok
A növények antibiotikumokat állítanak elő mind humán, mind állati célokra. Az állatok takarmányában az állatoknak táplált antibiotikum-fehérjék kevésbé költségesek, mint a hagyományos antibiotikum-termelés, de ez a gyakorlat sok bioetikai problémát vet fel, mivel az eredmény széles körben elterjedt, esetleg felesleges antibiotikumok alkalmazása, amelyek elősegítik az antibiotikum-rezisztens bakteriális törzsek növekedését. Számos előnye van annak, hogy a növényeknek antibiotikumokat termelnek az emberek számára, a költségek csökkentése miatt a növényekből nagyobb mennyiségű termék állítható elő, szemben a fermentációs egységgel, egyszerű tisztítást és csökkent szennyeződést, mint az emlőssejtek és a tenyésztés média.
03 Virágok
Több, mint a mezőgazdasági biotechnológia, mint a betegségek leküzdése vagy az élelmiszerek minőségének javítása . Vannak tisztán esztétikai alkalmazások, és ennek egyik példája a gén azonosításának és átadásának technikája a virágok színének, illatának, méretének és egyéb jellemzőinek javítása érdekében. Hasonlóképpen, a biotechnológiát arra használják, hogy javuljon más közös dísznövények, különösen a cserjék és a fák. E változások némelyike hasonlít a növényekhez, például a trópusi növény fajtájának hideg ellenállásának növeléséhez, így az északi kertekben termeszthető.
04 Bioüzemanyagok
Tom Merton
A mezőgazdasági ágazat nagy szerepet játszik a bioüzemanyag-iparban, amely biztosítja a bioolaj, a bio-dízel és a bioetanol fermentálására és finomítására szolgáló alapanyagokat. A genetikai mérnöki és enzimoptimalizálási technikákat jobb minőségű alapanyagok kifejlesztésére használják a hatékonyabb konverzió és az eredményül kapott tüzelőanyag-termékek magasabb BTU kimenetéért. A magas hozamú, energiatakarékos növények minimalizálhatják a betakarítással és szállítással összefüggő relatív költségeket (energiaegységenként), ami magasabb értékű tüzelőanyagokat eredményez.
05 Növény- és állattenyésztés
A növényi és állati tulajdonságok hagyományos módszerekkel, például keresztfertőzéssel, oltással és kereszttenyésztéssel történő javítása időigényes. A biotechnológia előrehaladása lehetővé teszi a specifikus változtatásokat gyorsan, molekuláris szinten a gének túlzott kifejeződésével vagy törlésével vagy az idegen gének bevezetésével. Ez utóbbi lehet génexpressziós szabályozó mechanizmusok, például specifikus gén promoterek és transzkripciós faktorok alkalmazásával . Az olyan módszerek, mint a marker-segített szelekció, javítják az "irányított" állattenyésztés hatékonyságát, anélkül, hogy a GMO-khoz rendesen összefüggő viták lennének. A génklónozási módszereknek szintén foglalkozniuk kell a fajok különbségeivel a genetikai kóddal, az intronok jelenlétével vagy hiányával és a poszttranszlációs módosításokkal, például a metilezéssel.
Növényvédő növények
Évekig a Bacillus thuringiensis mikroba, amely rovarok számára mérgező fehérjét termel, különösen az európai kukorica borátot, porlevélhez használták. A porlasztás kiküszöbölése érdekében a tudósok először kifejlesztették a Bt fehérjét expresszáló transzgénikus kukoricát, majd Bt burgonyát és pamutot. A Bt fehérje nem toxikus az emberre, és a transzgenikus növények megkönnyítik a gazdák számára a költséges fertőzések elkerülését. 1999-ben a Bt kukoricára nézve felmerült a vita, mert a tanulmány azt mutatta, hogy a pollen átesett a tejjel, ahol megölték az uralkodó lárvákat, amelyek megették. A későbbi tanulmányok szerint a lárvák kockázata nagyon kicsi volt, és az utóbbi években a Bt kukoricán átesett vita ellentétes volt a felmerülő rovarrezisztencia témájával.
07 Peszticid-ellenálló növények
Nem szabad összekeverni a kártevő-rezisztenciával , ezek a növények toleránsak ahhoz, hogy a gazdálkodók szelektíven megölik a környező gyomokat anélkül, hogy károsítják a terményüket. Ennek leghíresebb példája a Monsanto által kifejlesztett Roundup-Ready technológia. Először 1998-ban GM szójababként kerülnek bevezetésre, a Roundup-Ready növényeket nem befolyásolja a glifozát herbicid, melyet bőséges mennyiségben alkalmazhatunk, hogy kiküszöböljék a területen lévő egyéb növényeket. Ennek előnyei a szokásos talajműveléssel járó időbeli és költségmegtakarítások a gyomnövények csökkentése érdekében, vagy a különböző típusú herbicidek többszörös alkalmazása különböző gyomirtó fajok szelektív eltávolítására. Az esetleges hátrányok közé tartozik a GMO-kkal szembeni minden ellentmondásos érv.
08 tápanyag kiegészítés
Az emberi egészség javítása érdekében, különösen az elmaradott országokban, a tudósok géntechnológiával módosított élelmiszereket hoznak létre, amelyek táplálékokat tartalmaznak, amelyekről ismert, hogy segítenek a betegségek vagy a rosszullét elleni küzdelemben. Ennek egy példája a Golden Rice , amely béta-karotint, az A-vitamin termelés prekurzora a szervezetünkben. Azok, akik a rizst eszik, több A-vitamint termelnek, ami az ázsiai országok szegényeinek étrendjében hiányzik. Három gént, nárciszból kettőt és egy baktériumból négy biokémiai reakciót katalizálni, rizsre klónozták, hogy "arany" legyen. A név a béta-karotin túlzott kifejeződése miatt a transzgénikus magvak színéből származik, ami a sárgarépát narancs színűvé adja.
09 Abiotikus stressz-rezisztencia
A föld kevesebb, mint 20% -a szántóföld, de egyes növényeket genetikailag megváltoztatták, hogy jobban tolerálják azokat a feltételeket, mint a sótartalom, a hidegség és az aszály. A nátriumfelvételért felelős növények génjének felfedezése olyan nagy mennyiségű sótartalmú növények termesztésére képes knock-out növények kialakulásához vezetett. A transzkripció felfelé vagy lefelé történő szabályozása általában a szárazságtűrés megváltoztatására szolgáló módszer. Az aszályos körülmények között fejlődő kukorica- és repce-növények a kaliforniai és kolorado-i negyedik helyszíni kísérletben vannak, és várhatóan 4-5 év alatt eljutnak a piacra.
10 Ipari erősségű rostok
Cmglee / Wikimedia CC 2.0
Spider selyem a a legerősebb szál, amelyet az ember ismer, Kevlarnál erősebb (golyóálló mellények előállításához), nagyobb szakítószilárdsággal, mint az acél. 2000 augusztusában a kanadai Nexia cég bejelentette, hogy fejlődött a transzgenikus kecske, amely pete selyem fehérjét termelt a tejében. Bár ez megoldotta a fehérjék tömegtermelésének problémáját, a programot lefoglalták, amikor a tudósok nem tudták kitalálni, hogyan kell őket robbantani olyan szálakba, mint a pókok. 2005-re a kecskék eladásra kerültek mindazok számára, akik elhoznák őket. Bár úgy tűnik, hogy a pókhálók ötletét a polcra helyezték, ez egy olyan technológia, amely biztosan újra megjelenik a jövőben, még egyszer információ gyűlik össze a selyemszövés módjáról.