ביוטכנולוגיה היא תעשייה שמתמקדת במניפולציה של אורגניזמים חיים ליצירת מוצרים מסחריים. עם זאת, זו תפיסה רחבה מאוד של תעשייה מדעית שצומחת במהירות.
לפי הגדרות כאלה, מאות שנים של חקלאות וגידול בעלי חיים יתאימו לסוגים של ביוטכנולוגיה. ההבנה והשימוש המודרני של מדע זה, המכונה גם ביוטכנולוגיה, שוכללו ליצור תרופות חדשות וגידולים עמידים למזיקים.
חידושים כאלה החלו להתפתח כאשר סטנלי כהן והרברט בויר הדגימו שיבוט DNA במעבדתם בסטנפורד בשנת 1973. הביוטכנולוגיה הפכה להיות מהותית בהיבטים רבים בחיי היומיום המודרניים.
הטכנולוגיה
מאז ניסויי השיבוט הראשונים של ה- DNA התפתחו טכניקות הנדסה גנטית ליצירת מולקולות ביולוגיות מהונדסות ומיקרואורגניזמים ותאים שתוכננו גנטית. גנטיקאים פיתחו גם דרכים למצוא גנים חדשים ולהבין כיצד הם עובדים ויצרו בעלי חיים וצמחים מהונדסים.
בעיצומה של מהפכת הנדסה ביולוגית זו התפוצצו יישומים מסחריים. תעשייה התפתחה סביב טכניקות כגון שיבוט גנים (שכפול), מוטגנזה מכוונת (מכוונת מוטציות גנטיות) ו רצף DNA. כמו כן פותחו והוצגו הפרעות של רנ"א, תיוג וזיהוי ביומולקולות והגברה של חומצות גרעין.
שוקי הביוטק: רפואי וחקלאי
ענף הביו-טק מחולק במידה רבה לשווקי הרפואה והחקלאות. למרות שביוטכנולוגיה יוזמת מיושמת גם על תחומים אחרים, כגון ייצור תעשייתי של כימיקלים וביו-ריאקציה, השימוש באזורים אלה עדיין מתמחה ומוגבל.
מצד שני, תעשיות הרפואה והחקלאות עברו מהפכות ביוטכנולוגיות. זה כלל מאמצי מחקר ותוכניות פיתוח חדשים - ולעיתים שנוי במחלוקת -. עסקים התפתחו כדי לנצל את התנופה בפיתוח הביוטכנולוגיה. עסקים אלה טיפחו אסטרטגיות לגלות, לשנות או לייצר ביומולקולות ואורגניזמים חדשים באמצעות הנדסה ביולוגית.
מהפכת ההפעלה של ביוטק
הביוטכנולוגיה הציגה גישה חדשה לגמרי לפיתוח תרופות שלא השתלבה בקלות בגישה הממוקדת הכימית בה השתמשו חברות התרופות הוותיקות. השינוי הזה עורר פריחה של חברות סטארט-אפ, החל עם הקמתם של Cetus (כיום חלק מאבחון נוברטיס) וג'נטק באמצע שנות השבעים.
מכיוון שבעמק הסיליקון הייתה קהילת הון סיכון מבוססת לתעשיית ההייטק, רבים מחברות הביוטכנולוגיה המוקדמות התקבצו גם באזור מפרץ סן פרנסיסקו. במהלך השנים הוקמו אינספור חברות סטארט-אפ כדי לרדוף אחר שוק זה.
מוקדי חדשנות התפתחו בארה"ב בערים כמו סיאטל, סן דייגו, פארק משולש המחקר בצפון קרוליינה, בוסטון ופילדלפיה. מוקדי ביוטכנולוגיה בינלאומיים כוללים ערים כמו ברלין, היידלברג ומינכן בגרמניה; אוקספורד וקיימברידג 'בבריטניה; ועמק מדיקון במזרח דנמרק ובדרום שבדיה.
מתכננים תרופות חדשות מהר יותר
הביוטכנולוגיה הרפואית, עם הכנסות העולות על 150 מיליארד דולר בשנה, מקבלת את עיקר השקעות הביוטכנולוגיה ודולרי המחקר. חלק זה של הביוטכנולוגיה נמשך סביב צינור גילוי התרופות, שמתחיל במחקר בסיסי ל לזהות גנים או חלבונים הקשורים למחלות מסוימות שיכולים לשמש כיעדי תרופה ואבחון סמנים.
לאחר שנמצא יעד חדש או חלבון חדש, אלפי כימיקלים מוקרנים על מנת למצוא תרופות פוטנציאליות המשפיעות על המטרה. לאחר מכן יש לבצע אופטימיזציה של הכימיקלים שנראים כאילו הם עשויים לעבוד כתרופות (המכונים לפעמים "להיטים"), לבדוק אם יש תופעות לוואי רעילות ולבדוק אותם בניסויים קליניים.
חברות ביוטכנולוגיה רפואית
ביוטכנולוגיה שימשה בשלבים הראשונים לגילוי וסינון התרופות. ברוב חברות התרופות הגדולות יש תוכניות מחקר אקטיביות לגילוי יעד המסתמכות במידה רבה על ביוטכנולוגיה. חברות מתחזקות קטנות יותר כמו Exelixis, BioMarin Pharmaceuticals ו- Cephalon (שנרכשה על ידי טבע פרמצבטיקה) התמקדה בגילוי ופיתוח תרופות על ידי שימוש לעיתים קרובות בבעלות ייחודית טכניקות.
בנוסף לפיתוח ישיר של תרופות, חברות כמו אבוט אבחון ובקטון, דיקינסון וחברה (BD) מחפשות דרכים להשתמש בגנים חדשים הקשורים למחלות כדי ליצור אבחון קליני חדש.
רבות מהבדיקות הללו מזהות את המטופלים המגיבים ביותר לתרופות חדשות שיוצאות לשוק. כמו כן, תמיכה במחקר לתרופות חדשות היא רשימה ארוכה של חברות אספקת מחקר ומעבדות המספקות ערכות בסיסיות, ריאגנטים וציוד.
לדוגמה, חברות כמו Thermo-Fisher, Promega, ושלל אחרות מספקות כלי מעבדה וציוד לחקר מדעי הביולוגיה. חברות כגון התקנים מולקולריים ו- DiscoveRx מספקות תאים מהונדסים במיוחד ומערכות איתור לצורך בדיקת תרופות פוטנציאליות חדשות.
ביוטכנולוגיה חקלאית: אוכל טוב יותר
אותה ביוטכנולוגיה המשמשת לפיתוח תרופות יכולה גם לשפר את מוצרי החקלאות והמזון. עם זאת, בניגוד לתרופות, הנדסה גנטית לא יצרה פריחה של סטארט-אפים חדשים של ag-biotech. ההבדל יכול להיות שלמרות הקפיצה הטכנולוגית קדימה, הביוטכנולוגיה לא שינתה באופן מהותי את אופי הענף החקלאי.
מניפולציה של יבולים ובעלי חיים כדי לייעל את הגנטיקה כדי לשפר את התועלת ולשפר את התשואות מתרחשת כבר אלפי שנים. באופן דיבור, הנדסה ביולוגית מספקת שיטה חדשה ונוחה. חברות חקלאיות מבוססות, כמו דאו ומונסנטו (שנרכשה על ידי באייר), פשוט שילבו ביוטכנולוגיה בתוכניות המו"פ שלהן.
GMOs של צמחים ובעלי חיים
עיקר ההתמקדות באג-ביוטכנולוגיה היא על שיפור היבול, שכעסק, היה די מצליח. מאז הוצג התירס המהונדס הראשון בשנת 1994, הפכו מצרכים מהגידולים המהונדסים כמו חיטה, פולי סויה ועגבניות לנורמה.
כעת, יותר מ -90% מהתירס, פולי הסויה והכותנה שגדלו בארה"ב מהונדסים ביולוגית. למרות שפיגור מאחורי צמחים מהונדסים ביולוגיים, השימוש בביוטכנולוגיה לשיפור חיות משק הוא גם די נפוץ.
דולי, הכבשה המשובטת הראשונה, נוצרה בשנת 1996. מאז, שיבוט בעלי חיים נעשה נפוץ יותר, וברור שחיות משק מהונדסות קיימות באופן מיידי אופק - בשנת 2019, AquaBounty (מגדלי סלמון מהונדס גנטית) קיבלו אישור מה- FDA לבנות את המתקן שלהם אינדיאנה ו לייבא את ביצי סלמון מהונדסות, שיגדלו למאכל בארה"ב.
למרות ש אורגניזמים מהונדסים גנטית (GMO) יצרו הרבה מחלוקות בשנים האחרונות, אג-ביוטכנולוגיה הפכה מבוססת למדי. על פי התדריכים האחרונים שזמינים מהשירות הבינלאומי לרכישת אגר-ביו-טק יישומים, נטיעות של גידולים מהונדסים גנטית הגיעו ל- 189.8 מיליון דונם בשנת 2017, לעומת 185.1 מיליון דונם בשנת 2016.