Биотехнология көбінесе биомедициналық зерттеулермен синоним болып саналады, бірақ гендерді зерттеу, клондау және өзгерту үшін биотехнологиялық әдістерді пайдаланатын көптеген басқа салалар бар. Біз күнделікті өмірде ферменттер идеясына үйрендік және көптеген адамдар ГМО-ны біздің тағамдарымызда қолдану туралы пікірталастармен таныс. Агроөнеркәсіп кешені сол пікірталастың орталығында орналасқан, бірақ Джордж Вашингтон Карвер күнінен бері ауылшаруашылық биотехникасы біздің өмірімізді жақсарту үшін әлеуеті бар сансыз жаңа өнімдер шығарады.
01 Вакциналар
Ауызша вакциналар көпжылдық жұмыстарда аз дамыған елдерде аурудың кең таралуының ықтимал шешімі ретінде кеңінен таралған вакцинацияға тыйым салады. Генетикалық инженерлік дақылдар, әдетте жұқпалы қоздырғыштардан антигендік протеиндерді алып жүруге арналған жемістер немесе көкөністер, бұл ішке түскенде иммундық жауапты тудырады. Мысал ретінде қатерлі ісік ауруларын емдеуге арналған науқасқа тән вакцина. Лимфомаға қарсы вакцина клондалған қатерлі B-клеткаларынан РНҚ-ны алып жүрген темекі өсімдіктерін қолдану арқылы жасалды. Содан кейін алынған ақуыз пациентті вакцинациялауға және иммундық жүйені қатерлі ісікке қарсы арттыруға арналған. Онкологиялық ауруларды емдеуге арналған арнайы вакциналар алдын-ала зерттеулерде айтарлықтай уәде берді.
02 Антибиотиктер
Өсімдіктер адам мен жануарларға арналған антибиотиктерді өндіру үшін қолданылады. Антибиотикалық протеиндерді тікелей малға тамақтандырып, дәстүрлі антибиотиктерді өндіруге қарағанда анағұрлым қымбат емес, бірақ бұл тәжірибе көптеген биоэтикалық мәселелерді тудырады, себебі нәтиже кеңінен таралған, антибиотиктерге төзімді бактериялық штамдардың өсуіне ықпал ететін антибиотиктерді қажетсіз пайдалану. Өсімдіктерді адамға арналған антибиотиктер жасау үшін пайдаланудың бірнеше артықшылықтары өсімдіктерден ферменттеу бірлігіне, тазарту жеңілдетуге және сүтқоректілер клеткаларын және мәдениетті пайдаланудың салыстырғанда ластану қаупін төмендетуге мүмкіндік беретін өнімнің үлкен мөлшерімен байланысты шығындардың төмендеуі болып табылады бұқаралық ақпарат құралдары.
03 гүлдер
Ауыл шаруашылығының биотехнологиясы аурулармен күресу немесе азық-түлік сапасын жақсартудан әлдеқайда көп. Кейбір таза эстетикалық қосымшалар бар және гүлдердің түсі, иісі, өлшемі және басқа да қасиеттерін жақсарту үшін генді сәйкестендіру мен тасымалдау әдістерін қолданудың мысалы болып табылады. Сонымен қатар, биотехника басқа да сәндік өсімдіктерді, әсіресе бұталар мен ағаштарды жақсарту үшін қолданылады. Осы өзгерістердің кейбірі тропикалық өсімдік тұқымының суық қарсылығын жақсарту сияқты ауылшаруашылық дақылдарына ұқсас, сондықтан ол солтүстік бақтарда өсіріледі.
04 Биоотайлылар
Том Мертон
Биоотын, био-дизельді және биоэтанолды ферменттеу және тазарту үшін шикізатты қамтамасыз ететін биоотын өнеркәсібінде ауыл шаруашылығы саласы үлкен рөл атқарады. Гендік инженерия және ферменттерді оңтайландыру әдістері неғұрлым тиімді конверсиялау үшін жоғары сапалы шикізатты өңдеуге және алынған отын өнімдерінің БТҰ-ның шығуына көмектеседі. Жоғары өнімді, энергияға байырақ дақылдар егін жинауға және тасымалдауға байланысты салыстырмалы шығындарды барынша азайта алады (алынған энергияның бірлігіне байланысты), бұл отынның жоғары сапалы өнімдеріне әкеледі.
05 Өсімдік және мал шаруашылығы
Өсімдіктер мен жануарлардың қасиеттерін кросс-опыления, егу және асыл тұқымдастыру сияқты дәстүрлі әдістермен өсіру уақытты қажет етеді. Биотехнологиялық жетістіктер молекулярлық деңгейде гендерді артық білдіру немесе жою арқылы немесе сыртқы гендерді енгізу арқылы нақты өзгерістерді жылдам жасауға мүмкіндік береді. Соңғысы арнайы ген промоутерлері және транскрипциялық факторлар сияқты гендік экспрессиялық бақылау механизмдерін қолдану арқылы мүмкін. Таңбалау арқылы таңдау әдісі «бағытталған» жануарларды өсірудің тиімділігін арттырады, әдетте ГМО-мен байланысты емес келіспеушіліктерсіз. Гендік клондау әдістері сонымен бірге генетикалық кодтағы түр айырмашылықтарын, интрондардың болуы немесе болмауы және метилденуден кейінгі трансформациялық өзгерістерді шешуі керек.
06 зиянкестерге төзімді өсімдіктер
Көптеген жылдар бойы жәндіктерге уытты протеин шығаратын Bacillus thuringiensis микробигі , атап айтқанда еуропалық жүгері барер, шаң дақылдары үшін пайдаланылды. Шаңдану қажеттілігін жою үшін, ғалымдар алдымен Bt ақуызын білдіретін трансгендік жүгері әзірледі, содан кейін Bt картоп пен мақта. Bt ақуызы адамдар үшін улы емес, ал трансгендік дақылдар фермерлерге қымбат инфестені болдырмауды жеңілдетеді. 1999 жылы Bt жүгері бойынша дау туындады, бұл зерттеудің нәтижесінде, тозаң сүтпен құятын жерге қоныс аударған. Кейінгі зерттеулер личинкаларды қауіп төндіретіндігін көрсетті және соңғы жылдары Bt жүгері бойынша пікірталас пайда болған жәндіктерге төзімділік тақырыбына ауысты.
07 Пестицидтерге төзімді өсімдіктер
Зиянды-қарсылықпен шатастырмау үшін, бұл өсімдіктер фермерлерге егіннің зиян келтірместен айналасындағы арамшөптерді таңдап өлтіруге рұқсат беруден төзімді. Ең танымал мысал - Monsanto әзірлеген Roundup-Ready технологиясы. 1998 жылы алғаш рет енгізілген GM soybeans, Roundup-Ready өсімдіктеріне гербицидтік глифосат әсер етпейді, ол көптеген басқа да өсімдіктерді жою үшін қолданылуы мүмкін. Бұған артықшылықтар арамшөптерді азайту үшін әдеттегі өңдеуге немесе уақытша үнемдеуге немесе гербицидтердің әртүрлі түрлерін арамшөптердің белгілі түрлерін таңдап алып тастауға бірнеше рет қолдануға болады. Мүмкіндік кемшіліктері ГМО-ға қарсы барлық қарама-қайшы дәлелдерді қамтиды.
08 Nutrient Supplementation
Адамның денсаулығын жақсарту үшін, әсіресе дамымаған елдерде, ғалымдар генетикалық түрде өзгертілген тағам өнімдерін құрайтын қоректік заттармен немесе аурулармен күресуде белгілі қоректік заттар бар. Бұған мысал - біздің денеміздегі А дәрумені өндірісінің прекурсоры бар бета-каротинді қамтитын Алтын күріш . Күрішті жейтін адамдар Азиялық елдердегі кедейлердің диеталарында азық-түлік қоры жоқ А витаминін көп өндіреді. Төрт биохимиялық реакцияны катализдеуге қабілетті үш нарықты және бір бактериядан тұратын үш ген, оны «алтын» жасау үшін күрішке көшірілді. Аты-жөні қызғылт сары түсті сәбізді беретін бета-каротиннің артық көрінуіне байланысты трангендік астықтың түсінен келеді.
09 Абиотикалық стресске төзімділік
Жердің 20% -дан азы егістік жер болып табылады, бірақ кейбір ауыл шаруашылығы дақылдары олардың тұздығы, суық және құрғақшылық сияқты жағдайларға төзімді болу үшін генетикалық түрде өзгертілген. Натрийді алу үшін жауапты өсімдіктерде гендердің ашылуы тұзды ортада өсетін тозаңды өсімдіктердің дамуына әкелді. Транскрипцияны жоғары немесе төменгі реттеу әдетте өсімдіктерде құрғақшылыққа жол бермеу үшін қолданылатын әдіс болып табылады. Құрғақшылық жағдайында өсіруге қабілетті жүгері мен рапс өсімдіктері Калифорния мен Колорадодағы төртінші сынақ кезеңінде. Олар 4-5 жылда нарыққа жетеді деп күтілуде.
10 Өнеркәсіптік беріктігі талшықтары
Cmglee / Wikimedia CC 2.0
Өрмекші жібек - бұл Кеблардан күштірек адамға белгілі күшті талшық (жарылыстан қорғайтын жөкселер жасау үшін қолданылған), болаттан гөрі жоғары созылу күші бар. 2000 жылдың тамызында канадалық Nexia компаниясы сүтті сүтті жібек протеиндерін шығаратын трансгендік ешкілерді дамыту туралы жариялады. Бұл ақуыздарды жаппай өндіру мәселесін шешсе де, ғалымдар оларды паукшылар сияқты талшықтарға қалай айналдыру керектігін анықтай алмаған кезде, бағдарлама сөреде болды. 2005 жылға қарай ешкі оларды қабылдауға болатын кез келген адамға сатылды. Ұшқыр жібек идеясы әлі күнге дейін сөреге қойылғандай көрінсе де, бұл болашақта қайтадан пайда болатын жаңа технология, жібек матаның қалай тоқылғанына қатысты тағы бір ақпарат жиналады.