Cele mai impresionante aplicații ale biotehnologiei
Care sunt cele mai surprinzătoare aplicații ale biotehnologiei? Această ramură a științei are capacitatea de a ajunge la puncte doar imaginate de science fiction. Dar sunt realizări foarte reale.
Biotehnologia este o ramură destul de nouă, dar în același timp foarte clasică, a biologiei și a disciplinelor sale. Are fundamentele sale în tehnologia care studiază și exploatează mecanismele biologice și interacțiunile ființelor vii, în special microorganismele. Datorită situației sale speciale, biotehnologia permite obținerea rezultate care ar părea adevărate science fiction. Unele dintre aplicațiile sale ne fac viața mai ușoară, în timp ce altele sunt doar propuneri pentru viitor. Pentru cei care nu sunt familiarizați cu aceasta, conform Convenției din 1992 privind diversitatea biologică, biotehnologia este definită ca „orice aplicație tehnologică care utilizează sisteme biologice și organisme vii sau derivații acestora pentru crearea sau modificarea produselor sau proceselor pentru utilizări specifice” și este clasificat în aceste ramuri principale:
Biotehnologie roșie: se aplică utilizării biotehnologiei în procesele medicale.
Biotehnologia albă: cunoscută și sub numele de biotehnologie industrială, se aplică proceselor industriale.
Biotehnologie verde: este biotehnologie aplicată proceselor agricole.
Biotehnologie albastră: De asemenea, numit biotehnologie marină, este un termen folosit pentru a descrie aplicațiile biotehnologiei în mediile marine și acvatice.
De ce este capabilă biotehnologia?
Unele dintre cele mai bizare aplicații și cei mai bizari cercetători se găsesc în acest domeniu. De la cucerind alte planete pentru a construi super-oameni, trecând prin producția de combustibili sau eliminând uraniul, biotehnologia are întotdeauna un răspuns pentru toate. Nu este vorba despre panaceu, ci „dă-mi un punct și voi mișca lumea”, spunea un anume înțelept cu mult timp în urmă. Iar biotehnologia cunoaște o mulțime de puncte.
Cucerește o planetă
Călătoria către planeta roșie este un subiect foarte complicat. Marte este ostil. Foarte ostil. Și acesta este cel mai prietenos vecin pe care îl avem. Misiunea care ne va conduce să o colonizăm, dacă se întâmplă, trebuie să vadă mai întâi un proces de adaptare, cunoscut în mod normal ca „terraformare”. Terraformarea constă în ajustarea condițiilor fizico-chimice și geochimice la nevoile noastre. Și cine mai bine decât bacteriile să o facă? Ce este mai mult și ce mai bun decât biotehnologia pentru a le proiecta? În prezent, există mai multe proiecte care definesc cum să „construim” un organism sintetic, modificat genetic dintr-unul natural, capabil să producă o anumită substanță, cum ar fi oxigenul, din alte substanțe mai abundente din mediu. Sau pentru a ajuta o altă agenție să utilizeze mai bine resursele existente și rare.
Cu aceasta, de exemplu, putem ajuta plantele să fixează azotul mai ușor, facilitând fertilizarea. Sau pentru a obține apă acolo unde practic nu există. Sau chiar mai bine captează dioxidul de carbon. Sau alte miliarde de lucruri. Întrebarea este să folosiți un organism modificat genetic pentru a ajuta la modificarea condițiilor locului sau pentru a sprijini alte organisme într-o astfel de sarcină. Și geniul problemei este că trucul este de a proiecta un organism modificat genetic pentru a se terraforma mai târziu, ca organisme bune concepute în acest scop, se autodistruge astfel încât să nu strice echilibrul ecologic.
Și cum proiectăm un organism sintetic? Știm de mult timp cum să folosim baza de date genetică pentru a lua genele pe care le dorim, a le reproduce și a le introduce într-un microorganism, astfel încât să facă ceea ce dorim. De fapt, o facem în fiecare zi la Universitate, de exemplu. De fapt, primul pas în construirea primului fir de ADN aproape în întregime sintetic a fost făcut vara trecută. Ideea de a construi un organism practic din piesele descompuse ale altora a fost, de asemenea, jucată de mult timp.
Mănâncă uraniu și curăță lumea
Dar, pe lângă cucerirea unei noi planete, ce se întâmplă dacă ne-am dedica acțiunii pe cea pe care o locuim deja? Desigur, chiar bazele biotehnologiei și biologiei sintetice despre care am vorbit mai devreme ar putea fi folosite pentru a rezolva unele dintre cele mai incipiente probleme pe care le avem pe această planetă. Gunoaiele și deșeurile sunt o amenințare constantă, nu există nicio îndoială în acest sens. Deși energie nucleară, în prezent, Este una dintre cele mai curate care există, în ciuda opiniei generale neinformate, este adevărat că generează un reziduu persistent și extrem de periculos. Deșeurile radioactive au un timp de înjumătățire teribil de lung și sunt practic imposibil de tratat. De asemenea, este deosebit de periculos atunci când scapă în apă și poate contamina oceanele și râurile, chiar și apa potabilă. Până când biotehnologia intervine în cale.
Imaginați-vă pentru o clipă o bacterie capabilă să capteze uraniu și să-l concentreze fără să moară. Ei bine, tocmai asta a realizat dr. Gemma Reguera în 2011. Cu un Geobacter sulfureducens proiectat în laborator, echipa sa de cercetare a reușit să formeze un biofilm capabil de captează uraniul dizolvat în apă pentru a-l fixa, eliminând astfel o contaminare fără discriminare și teribilă. Dar nu rămânem aici. Vrem să eliminăm uraniul? Ei bine, nici nu suntem atât de departe, deoarece știm de mult că Shewanella oneidensis este capabilă să reducă acest metal radioactiv și toxic. Din păcate, încă Bioremediere poate fi utilizată pentru a elimina brutul care scapă de accidentele petroliere este încă o linie de cercetare lentă și dificilă, dar există, în căutarea unui remediu pentru acest tip de contaminare.
Pe de altă parte, nu numai materialele radioactive reprezintă un pericol. În prezent, bioremedierea este un domeniu de studiu de mare interes pentru biotehnologi. De la organisme proiectate biotehnologic, ca și cele anterioare, la captează metalele grele către bacterii gata să scape de materii prime și rafinate de hidrocarburi care pătează ecosistemele. Bacterii capabile să capteze și să fixeze gaze toxice și care sunt chiar capabile să genereze componente utile sau energie cu ea. Posibilitățile sunt incredibile.