Start-365.ru

Работа и Занятость
30 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Биоинженерия и биотехнология

Юрий Пеков. О биотехнологиях и популярных профессиях

– Чем занимается компания «Бластим»?
– Подбором персонала в области биотехнологий — биоинформатиков, менеджеров, «мокрых» биологов (о том, кто это такие, речь пойдет ниже — прим. сайта). Кроме того, у нас есть сайт с вакансиями для специалистов в этом сегменте, и мы проводим курсы по биоинформатике.

– Какое определение вы бы дали биотехнологиям?
– Я бы сказал, что это совокупность «мокрых» наук и биоинформатики. «Мокрые» науки — практические области, требующие наличия лаборатории, работы с реактивами, постановки экспериментов. Это биохимия, научная биология, биофизика, биоинженерия, молекулярная биология. А биоинформатику условно можно назвать теоретической областью, совокупностью методов, благодаря которым можно решать конкретные вопросы из области биологии. Например, расшифровывать информацию, которую выдают приборы-анализаторы, разрабатывать программы для предсказания структуры каких-либо веществ. Этот сегмент «завязан» с работой на компьютере, построением алгоритмов, анализом данных.

– Какие вузы готовят специалистов в области биоинформатики?
– Я бы выделил факультет биоинженерии и биоинформатики МГУ, а также магистратуру «Анализ данных в биологии и медицине» в НИУ Высшей школе экономики, над программой которой мы работали. Также образование в области биотехнологий можно получить на кафедре биоинформатики факультета биологической и медицинской физики МФТИ, магистерской программе «Биомедицинские науки и технологии» Сколковского института науки и технологий, кафедре биотехнологии фармацевтического факультета МГМУ им. И.М. Сеченова, кафедре биоинформатики медико-биологического факультета РНИМУ им. Н.И. Пирогова. В Санкт-Петербурге нужные знания для работы в области биотеха дадут на кафедре математических и информационных технологий СПбАУ РАН и кафедре прикладной математики Института прикладной математики и механики СПбПУ. Есть программы в регионах: специальность «Биоинженерия и биоинформатика» в химико-биологическом институте БФУ им. И. Канта (Калининград), кафедра биоинформатики факультета вычислительной математики и кибернетики ННГУ (Нижний Новгород), кафедра биоинформатики и медицинской кибернетики, Институт фундаментальной медицины и биологии КФУ (Казань), специальность «Биоинженерия и биоинформатика» на факультете биотехнологии и биологии МГУ им. Н.П. Огарева (Саранск), специальность «Биоинженерия и биоинформатика» кафедры биохимии и биотехнологии, технологический факультет ВГУИТ (Воронеж), кафедра биоинженерии и биоинформатики Института приоритетных технологий ВолГУ (Волгоград), специальность «Биоинженерия и биоинформатика», биологический факультет СГУ (Саратов), специальность «Биоинженерия и биоинформатика» в Институте биологии ТюмГУ (Тюмень), а также кафедра информационной биологии на факультете естественных наук НГУ (Новосибирск). Более подробно обо всех программах можно узнать на сайте «Бластим».

– А какие профессии в области биотехнологий сейчас самые востребованные?
– Нужны и менеджеры, и «мокрые» биологи, и биоинформатики. Весьма востребованы специалисты по секвенированию. Секвенирование следующего поколения — это перспективная технология, которая дает возможность «разглядеть», из каких нуклеотидов состоит ДНК, в каком порядке они расположены. Важно, что этот метод позволяет одновременно прочитать сразу несколько участков генома, что существенно ускоряет процесс и делает его более дешевым. Поскольку в геноме зашифрованы все особенности организма, секвенирование используют и в медицине, и в науке. Сейчас не хватает людей, которые могут делать этот анализ: подготавливать образцы, работать с оборудованием.

– Как стать таким специалистом, в чем нужно разбираться?
– В биохимии, генной инженерии, биологии — в целом, стандартных «мокрых» науках. И, конечно, нужен опыт работы с приборами. Всегда в цене хорошее фундаментальное образование в топовых университетах. Оно позволит впоследствии переквалифицироваться и уйти в эту область. После выпуска из университета молодой специалист может пойти работать в лабораторию — МГУ, Московского физико-технического института, Высшей школы экономики — шлифовать свои навыки и становиться профессионалом.

– А если человек хочет заниматься не фундаментальной наукой, а бизнесом, куда он может пойти работать?
– Специалисты по секвенированию нужны в фармацевтических компаниях (например, «Пептек», «Астеллас»), в таких центрах как «Евроген», Genotek, «Атлас» — там требуются люди, которые будут ставить эксперименты и анализировать полученные результаты. Технология развивается, дешевеет, и очевидно, что число компаний, которые занимаются этим, будет расти. Конечно, набравшись опыта, специалист по секвенированию может подняться по карьерной лестнице. Работающий в лаборатории — стать старшим научным сотрудником, затем — заведующим. Тот, кто трудится в компании, может быть старшим специалистом, начальником отдела, а после и всей лаборатории.

– А чем занимаются биоинформатики?
– Можно сказать, что тем же секвенированием, только со стороны информатики. Прибор выдает данные, и тут в дело вступают эти специалисты. Биоинформатики анализируют полученную информацию, интерпретируют ее, сравнивают с геномами, которые уже известны, находят мутации.

– Если подросток живет в небольшом городе, и у него нет возможности учиться на специализированном факультете, какое образование он может выбрать, чтобы стать биоинформатиком?
– Биоинформатика — это сближение биологии и информатики. В мое время в эту область приходили люди из биологии, сейчас же биологи чаще идут в биоинженерию, а биоинформатиками становятся математики, физики и программисты. Опыт показывает, что биологу сложно освоить программирование и погрузиться в глубины математики, проще программисту дать азы биологии. Поэтому лучше начать с бакалавриата по программированию или математике, а потом получить недостающие знания на курсах. К примеру, существуют школы биоинформатики с разными программами: для биологов, которым нужно наверстать программирование, и для программистов, которым не хватает знаний в биологии.

Компания «Бластим» также проводит курсы, но это — скорее возможность получить дополнительные знания для профессионала, который уже работает в данной области, но, к примеру, ни разу не сталкивался с секвенированием или с информацией, полученной благодаря этому анализу. Мы рассказываем о программах, в которых можно работать, методах и типах данных.

– Какой язык программирования стоит учить подростку, который хочет стать биоинформатиком?
– Python, но также не помешает и R. Python — универсальный язык, а R чаще используют для статистики. Не стоит забывать и о биологии — знание этого предмета пригодится в дальнейшем.

– Где обычно работают биоинформатики?
– В тех же лабораториях, где и «мокрые» биологи, в компаниях, где нужны информатики. Биоинформатиков сейчас немного, поэтому эти специалисты очень востребованы. А в будущем, с развитием технологий, станут нужны еще больше.

– Наличие каких личных качеств существенно облегчит жизнь биоинформатику?
– Нужно понимать, что это работа не столько с людьми, сколько с идеями, приборами и компьютерами. Поэтому стоит учитывать: если человек любит общаться, то делать это прямо на рабочем месте не получится. Еще, конечно, нужно не бояться работы с большим объемом информации.

– А кого из «мокрых» биологов чаще всего хотят получить работодатели?
– Весьма востребованы биохимики. Это специалисты, которые занимаются выделением и очисткой белка. К примеру, биохимик может культивировать клетки, в которые предварительно вставлен какой-либо белок. Затем этот белок выделяют, очищают, ну а дальше он может идти на различные нужды — на производство лекарств, пищевых ферментов. Такие специалисты нужны практически в любой компании, которая что-либо производит: и в фармацевтической, и в фирмах, занимающихся пищевой, легкой или аграрной промышленностью. И, конечно, в биохимиках заинтересованы лаборатории, которые ищут и исследуют новые вещества, лекарства, работают с клетками.

– А как человек, решивший, что он хочет быть биохимиком, может реализовать свою мечту? Какие предметы нужно учить?
– Еще в школе нужно учить химию и биологию, а затем поступить на кафедру биохимии, которая может быть как на биологическом, так и на химическом факультете. Сейчас существует множество вузов, выпускающих биохимиков.

Может ли школьник заранее понять, что ему понравится работать в сегменте биотехнологий? Как, проучившись четыре года в бакалавриате, не разочароваться в профессии и не жалеть о потерянном времени?
– В идеале интересующимся биотехнологиями подросткам с 9-го класса полезно регулярно ходить в лаборатории. Ведь студенты пишут курсовые и в процессе опробуют будущую работу, а дети лишены такой возможности и поэтому школьнику сложно быть уверенным, что выбранная специальность действительно будет ему по душе. К счастью, некоторые лаборатории устраивают экскурсии, на которых можно познакомиться с практической стороной будущей специальности. Прекрасные летние школы, где старшеклассники могут узнать о биотехнологиях от ведущих специалистов, проводит Zimin Foundation (Школа молекулярной и теоретической биологии — прим. сайта). Школы проходят в Испании, но, если у родителей есть возможность, непременно стоит отправить туда ребенка.

– Сколько получают люди, работающие в сегменте биотехнологий?
– На стартовых позициях — 50–60 тысяч. Немного — и именно поэтому так важно, чтобы это занятие приносило удовольствие, тогда будет желание идти на работу. Зарплата растет вместе с опытом, и у профессионалов, занимающих высокие руководящие должности, занимающихся инновационными разработками, обучающих других, она может достигать двухсот тысяч и больше.

Читать еще:  Димитровградский инженерно технологический институт филиал нияу мифи

– Как вы думаете, какое будущее ждет биотехнологии? Будут ли востребованы перечисленные вами специалисты через пару десятков лет?
– Это зависит от развития технологий, которое довольно трудно предсказать. Вероятно, секвенирование генома будет продолжать пользоваться спросом, ведь в будущем оно станет гораздо более дешевым и доступным. Еще одна перспективная область, которая продолжит развиваться и вскоре выйдет на новый уровень — редактирование генома. Эта технология появилась года 2–3 назад в лабораториях и пока что в них и остается, но, если все пойдет по плану, она позволит изменять геномы людей. Метод можно будет использовать для профилактики и терапии многих наследственных заболеваний. Вероятно, удастся лечить и некоторые «старческие» болезни. В теории больному диабетом можно будет вставить ген, производящий инсулин, и тем самым вылечить его. Фантазировать можно до бесконечности. Пока это не реализовано, но понятно, как это можно сделать. Но, конечно, помимо излечения с помощью редактирования генома, человечество по-прежнему будет нуждаться в новых лекарствах, 3D-печати органов. Есть вероятность, что технология 3D-печати будет использоваться не только в медицине, но и в пищевой промышленности. Как знать, возможно, напечатать стейк в итоге окажется дешевле, чем вырастить корову.

– В какую область может уйти биотехнолог, который захочет попробовать себя в чем-то новом?
– Уйти в менеджеры — это универсальный способ. Причем, менеджером можно работать в той же компании, где до этого человек трудился, предположим, биохимиком. Он уже разбирается в отрасли, и ему будет гораздо легче, чем человеку «со стороны». Это продавая черепицу, можно быстро начать ориентироваться в продукции. В области медицины и биологии все не так просто, поэтому в менеджеры предпочитают брать людей с профильным образованием.

Если биоинформатик хорош в программировании, он может уйти в эту область или стать аналитиком данных. Причем, это не обязательно должно быть связано с медициной и биологией. Он запросто может оперировать банковскими данными.
Также всегда можно остаться в своей профессии, но уйти в другую область. К примеру, человек, работавший в пищевой промышленности, может податься в науку. И наоборот.

– Какие фильмы вы можете посоветовать посмотреть людям, интересующимся биотехнологиями?
– «Гаттаку». Это, скорее, фильм не о самих биотехнологиях, а о последствиях их использования, но, как мне кажется, такое будущее вполне возможно. Я думаю, рано или поздно все люди будут генномодифицированными, за исключением ярых противников этой технологии. Ситуация будет аналогична вакцинации в современном мире. Мы все привиты, но существуют отдельные люди, которые не вакцинированы сами и отказываются прививать своих детей. В принципе, это хорошо. Эволюцию двигают случайные мутации, изменения и естественный отбор. Возможно, некое меньшинство, чем-то отличающееся от других, в настоящий момент живет хуже, потому что условия среды для него не подходят. Однако рано или поздно условия изменятся, большинство окажется неприспособленным и вымрет, а это меньшинство, напротив, станет процветать. Поэтому пускай люди имеют разное образование, думают по-разному, отличаются друг от друга. Общество должно быть разношерстным — это повышает его выживаемость.

Биотехнолог

Слово БИОТЕХНОЛОГ происходит от сочетания греческих слов «bios» — жизнь, «techne» — мастерство, искусство и «logos» — учение. Это в полной мере отражает деятельность биотехнолога. Профессия подходит тем, кого интересует физика, математика, химия и биология (см. выбор профессии по интересу к школьным предметам).

Специалисты по биотехнологии искусно используют живые биологические организмы, их системы и процессы, применяя научные методы генной инженерии, с целью создания новых сортов продуктов, растений, витаминов, лекарственных средств, а также улучшения свойств существующих видов в растительной и животной среде, устойчивых к неблагоприятным климатическим условиям, вредителям и болезням. В медицине биотехнологи играют неоценимую роль в создании новых лекарственных препаратов для ранней диагностики и успешного лечения самых сложных болезней.

Как любая наука биотехнология постоянно развивается, достигая небывалых высот. Так, в последние десятилетия она закономерно вышла на уровень клонирования и достигла определенных успехов в этой сфере. Клонирование жизненно важных человеческих органов (печень, почки) даёт шанс на лечение, полное выздоровление и повышение качества жизни людей во всём мире.

Биотехнология как наука находится на стыке клеточной и молекулярной биологии, молекулярной генетики, биохимии и биоорганической химии.

Отличительной особенностью развития биотехнологии в 21 веке в дополнение к её бурному росту в качестве прикладной науки является то, что она проникает во все сферы жизни человека, способствуя эффективному развитию всех отраслей экономики. В конечном итоге всё это содействует экономическому и социальному росту страны. Рациональное планирование и управление достижениями биотехнологии может решить такие важные для России проблемы, как освоение пустующих территорий и занятости населения. Это станет возможным, если применять достижения науки как инструмент индустриализации для создания маленьких производств в сельских районах.

Общий прогресс человечества во многом обязан развитию биотехнологии. Но с другой стороны, справедливо считается, что если допустить неконтролируемое распространение генно-модифицированных продуктов — это может способствовать нарушению биологического баланса в природе и в конечном итоге создать угрозу здоровью человека.

Особенности профессии

Функциональные обязанности биотехнолога зависят от того, в какой отрасли промышленности он работает.

Работа в фармацевтической отрасли предполагает:

  • участие в разработке состава и технологии производства лекарств или пищевых добавок;
  • участие во внедрении нового технологического оборудования;
  • испытание новых технологий на производстве;
  • работа по совершенствованию разработанных технологий;
  • участие в выборе оборудования, материалов и сырья для новой технологии;
  • контроль за правильностью выполнения вспомогательных технологических операций;
  • участие в разработке технико-экономических показателей (ТЭП) по лекарственным средствам;
  • пересмотр их по причине замены отдельных составляющих или изменения технологии;
  • своевременное ведение необходимой документации и отчетности.

Работа в научно-исследовательской сфере заключается в исследованиях, методических разработках и открытиях в области генной и клеточной инженерии.

Работа биотехнолога в такой важной сфере как охрана окружающей среды предполагает такие обязанности:

  • биологическая очистка сточных вод и загрязнённых территорий;
  • утилизация бытовых и промышленных отходов.

Работа в образовательных учреждениях предполагает преподавание биологических и сопутствующих дисциплин.

В любой области работа биотехнолога является творческой, научно-исследовательской и, безусловно, интересной и необходимой обществу.

Плюсы и минусы профессии

Плюсы

Специалисты по биотехнологии чрезвычайно востребованы в настоящее время, а в дальнейшем будут востребованы ещё больше, так как биотехнология — профессия будущего и ей предстоит бурное развитие. В перспективе профессия биотехнолога будет востребована и в других отраслях человеческой деятельности, которые даже ещё не существуют или только находятся в стадии становления.

К плюсам можно отнести престиж профессии и её многозначность, то есть возможность трудоустройства на смежные профессии в самые различные организации (см. места работы) на позиции генетического биоинженера, инженера биопроцессов, биотехнолога липидов, биотехнолога белка, биотехнолога фармацевтики, биоинженера клетки и ткани.

Биотехнологи тесно сотрудничают с зарубежными научно-исследовательскими институтами. Российские ученые пользуются высоким спросом, поэтому можно сделать хорошую карьеру за рубежом.

Минусы

Не всегда оправданное отрицательное отношение общественности и части научного мира к продуктам генной инженерии.

Что такое биотехнология: будущее уже наступило

  • Total: 62

В последнее десятилетие термин «биотехнология» все чаще появляется в заголовках новостей, а открытия в этой области становятся причиной для жарких споров. Действительно, свое наибольшее развитие наука получила именно в последние годы, и этому в большей степени способствовал технический прогресс, но в повседневной жизни биотехнология используется на протяжении многих веков.

История развития биотехнологии

С древнейших времен биотехнология применялась человеком для изготовления вина, в сыроварении и других вариантах приготовления пищи. Биотехнологический процесс, а именно брожение, использовался еще в древнем Вавилоне для производства пива. Об этом свидетельствуют найденные при раскопках записи на дощечках. Но, несмотря на активное использование этих методов, процессы, лежавшие в основе этих производств, оставались загадкой.

Луи Пастер в 1867 году говорил, что такие процессы, как сквашивание и брожение, есть ничто иное, как итог жизнедеятельности микроорганизмов. Эдуард Бухнер дополнил эти предположения, доказав, что катализатором является бесклеточный экстракт, который содержит ферменты, вызывающие химическую реакцию.

Позже были сделаны сенсационные по тем временам открытия, которые помогли сформировать данную науку в современном ее понимании:

  • 1865 год австрийский монарх Грегор Мендель представил свой доклад «Опыты над растительными гибридами», где были описаны закономерности передачи наследственности;
  • в 1902 году Теодор Бовери и Уолтер Саттон высказали предположение о том, что передача наследственности напрямую связана с хромосомами.
Читать еще:  Инженер авиационных двигателей

Годом появления термина стал 1919, после публикации манифеста венгерским агроэкономистом Карлом Эреки. Основываясь на имеющиеся в то время данные, под термином биотехнология подразумевалось применение микроорганизмов для ферментации продуктов питания.

Но, как известно, самые интересные открытия совершаются на стыке знаний, в случае биотехнологии, объединились пищевая и нефтеперерабатывающая промышленность. В 1970 году на практике была опробована технология производства белка из отходов нефтепромышленности.

Что такое биотехнология: термин и основные виды

Биотехнология – наука о способах создания различных веществ с использованием естественных биологических компонентов, будь-то микроорганизмы, животные или растительные клетки. По сути, это манипулирование живыми клетками для получения определенных результатов.

Основными направлениями развития науки являются:

Биоинженерия – дисциплина, направленная на расширение знаний в области медицины (лечение, укрепление здоровья) и инженерии

Биомедицина – узкоспециализированный раздел медицины, который с теоретической точки зрения изучает строение человеческого организма, диагностику патологических состояний и возможности их коррекции. Раздел медицины, занимающийся контролем и лечением биологических систем живых организмов на молекулярном уровне, называется наномедициной.

Гибридизация — процесс получения гибридов (растений, животных). В основе лежит принцип получения одной клетки (устойчивой к тем или иным условиям) путем объединения других клеток.

Сейчас у нас уже есть средства необходимые для того, чтобы прожить достаточно долго до тех пор, пока мы не станем бессмертны. Можно агрессивно применять существующие знания, чтобы кардинально замедлить процессы старения, и оставаться в жизнеспособном состоянии до того момента, когда станут доступны совершенно радикальные терапии по продлению жизни с помощью био- и нанотехнологий.

Ray Kurzweil (изобретатель, футуролог)

Высшим достижением биотехнологии является генная инженерия. Генная инженерия – совокупность знаний и технологий получения РНК и ДНК, выделения генов из клеток, осуществление манипуляций с генами и введение их в другие организмы. Это «управление» геномом живого существа или растения с целью получения заданных свойств. Например, руководствуясь знаниями в области генной инженерии, китайские ученые планируют массово применять метод «исправления» генома людей с онкологическими заболеваниями. Однако, запускать полномасштабные проекты пока никто не спешит, т.к. на сегодняшний день невозможно спрогнозировать последствия для организма в долгосрочном периоде.

Особого внимания заслуживает клонирование. Под этим процессом понимают появление нескольких генетических идентичных организмов путем бесполого (в том числе вегетативного) размножения. На сегодняшний день были клонированы не только растения, но и несколько десятков видов животных (овцы, собаки, кошки, лошади). О фактах клонирования человека пока нет данных, хотя, по мнению ученых, с технической стороны – к процессу все готово. Именно эти разработки стали самыми противоречивыми и обсуждаемыми мировой общественностью. Дело не только в вероятности получения неполноценных людей, но и в этической и религиозной стороне вопроса.

Сфера применения

Принципы биотехнологических процессов внедряют в производство всех отраслей:

  • пищевая промышленность. Производство алкоголя, аминокислот, ферментов безвредным для окружающей среды способом, называется белой биотехнологией.
  • химическая или фармацевтическая. Это направление еще называют красной биотехнологией. Биотехнологи разрабатывают усовершенствованные лекарственные препараты, вакцины и сыворотки против болезней, которые ранее считались неизлечимыми. В западных странах и в частности в Австрии наука пользуется большой популярностью и активно используется для диагностики различных заболеваний (биосенсоры, чипы ДНК).
  • переработка и утилизация отходов (биоремедиация). Методы серой биотехнологии используются для санации почв, очистки канализационных стоков и отработанного воздуха.
  • сельское хозяйство. Зеленая биотехнология позволяет ученым создавать образцы культурных растений, которые способны противостоять болезням и грибкам, с высоким уровнем урожайности вне зависимости от климатических условий (во время засухи). Кроме того, ученые научились использовать определенные ферменты, которые превращают целлюлозные отходы сельского хозяйства в глюкозу, а после в топливо.

Основной целью клеточной инженерии является культивирование животных и растительных клеток. Открытия в области клеточной инженерии позволили контролировать и регулировать продуктивность, качество, устойчивость к заболеваниям новых форм и линий животных и растений.

Инвестиции и развитие

Хотя биотехнологию сложно назвать «молодой» наукой, именно сегодня она находится в начале своего развития. Направления и возможности, которые открываются благодаря развитию этих знаний, могут быть бесконечными. Могут, если получат должное финансирование и поддержку. Основными инвестиционными участниками направления являются сами инженеры и биотехнологии, и это вполне объяснимо. Сегодня предлагается не сам продукт, а скорее идея, и возможные методы ее реализации.

И для осуществления этой задумки нужны десятки и сотни экспериментов, опыты и дорогостоящее оборудование. Не каждый инвестор готов идти только за идеей, рискуя своими вложениями. Но ведь не все верили и в мобильную связь, а сегодня она повсюду.

На данный момент число крупных компаний, занимающихся биотехнологическими разработками, невелико. К таковым относятся:

  • Illumina (генетические исследования, анализы, технология ДНК-микрочипов),
  • Oxford Nanopore (разработка и продажа продукции для взаимодействия с ДНК),
  • Roche (фармацевтическая компания),
  • Editas Medicine (адаптацией лабораторных методик редактирования генов к широкомасштабному применению в больницах),
  • Counsyl (предложила недорогой метод автоматизированного анализа ДНК для последующего использования данных в лечении).

По мнению экспертов, наиболее привлекательным направлением для инвестиций в биотехнологию являются компании, занимающиеся секвенированием. Это общее название методов, которые позволяют установить последовательность нуклеотидов в молекуле ДНК. Расшифровка ДНК данных (секвенирование), дает возможность идентифицировать участки, которые отвечают за наследственные заболевания, и устранять их. Как только процесс будет доведен до совершенства, люди смогут не лечить симптомы, а избавляться от болезни. Это перевернет наше представление о диагностике, и принесет большие дивиденды тем, кто сумеет рассмотреть потенциал компании еще на этапе идеи.

Биотехнология: добро или зло?

Уже сегодня население планеты сталкивается с проблемой нехватки продуктов питания, и если численность людей продолжит расти, то в ближайшем будущем ситуация может стать критической. Знания о том, что такое биотехнология и как ее применять, помогают получать максимальные результаты урожайности, вне зависимости от внешних факторов. И эти достижения нельзя сбрасывать со счетов. Кроме того, неоспоримым доказательством пользы науки является изобретение антибиотиков, которые позволили контролировать, а в некоторых случаях и полностью искоренять, сотни болезней.

Но далеко не все оценивают науку однозначно. Существуют опасения, что отсутствие контроля может привести к необратимым последствиям. Например, уже сегодня продукты биотехнологии, такие как стероиды для спортсменов, становятся причиной для преждевременных сердечных патологий. В погоне за созданием супер-человека, победившего старость и болезни, общество рискует потерять свое естество.

Мы не остались жить в пещерах. Мы не остаемся в пределах нашей планеты. С помощью биотехнологии, генетического секвенирования, мы даже не собираемся ограничиваться рамками самой биологии.
Jason Silva (оратор, философ, телезвезда).

Развитие биотехнологии стало таким стремительным, что мировые государства столкнулись с проблемой отсутствия контроля на правовом уровне. Это стало причиной приостановления многих проектов, поэтому пока о клонировании человека и победе над смертью говорить преждевременно, и два конфронтационных лагеря могут беспрепятственно поддаваться философским размышлениям.

Медицина будущего: отвечает BIOCAD

Разговор с генеральным директором биотехнологической компании о том, какими будут лекарства и врачи будущего и правда ли, что нас всех скоро зачипируют.

Сегодня перед биотехнологом стоит много нерешённых технологических задач. Можно изменять биологические организмы для обеспечения потребностей людей с помощью клеточных и генно-инженерных методов. Например, улучшать качество продуктов, получать новые виды растений и модифицировать животных, придавать живым организмам необходимые свойства и создавать новые лекарственные препараты методами генной инженерии, искусственного отбора, гибридизации.

Однако, чтобы работать биотехнологом, нужно знать не только генетику, молекулярную биологию, биохимию, клеточную биологию, но также ботанику, химию, математику, информационные технологии, физику и другое. Грубо говоря, биотехнологи — это инженеры в области естественных и точных наук. Генеральный директор инновационной биотехнологической Biocad Дмитрий Морозов рассказал об этой интересной профессии и будущем биотехнологий.

Biocad — это международная инновационная биотехнологическая компания. В ней есть научно-исследовательский центр, проводятся доклинические и клинические исследования собственных фармацевтических препаратов. Департамент перспективных исследований Biocad занимается разработкой лекарственных препаратов передовой генной и клеточной терапии, а, кроме того, поиском и анализом сигнальных путей, закономерностей и мишеней, которые позволяют разрабатывать препараты превентивной медицины.

Что такое биотехнология?

Читайте также :

Биотехнология — это использование живых систем, клеток, организмов для практических нужд человека. То есть использование современной науки для манипуляции с живыми объектами, чтобы получить некую выгоду и улучшить жизнь человека.

Биотехнология отталкивается от потребностей. Например, не зря люди ездят на север и изучают гейзеры. Они понимают, что 10 лет могут искать и ничего не найти. Но они всё равно это делают, потому что рано или поздно найдут какую-нибудь бактерию, которая позволит делать дешёвое биотопливо, используя один ген этой бактерии. Так или иначе каждый человек, когда занимается наукой, надеется её применить (кроме теоретических физиков, хотя, наверное, они тоже захотели бы в космос полететь). В компании Biocad мы используем микроорганизмы для создания лекарств.

Читать еще:  Документы для получения аттестата кадастрового инженера

Говорят, все открытия происходят на стыке разных специальностей: математика, биология — биоинформатика; биология, химия — биохимия; медицина, информатика, биология — биомедицинская информатика. Это всё отдельные блоки, которыми занимаются разные люди. Биотехнология сегодня, наверное, более всего уделяет внимание созданию лекарств разных типов. Кроме фармацевтического направления биотехнологии интересно сельское хозяйство (улучшение свойств еды), экология, энергетика (получение биотоплива) и прочее. И, конечно, в будущем можно думать о коррекции человека.

Генная инженерия и биотехнология

Читайте также :

В биотехнологии важное место занимает генная инженерия. Она широко распространена в исследованиях, однако вовсе не обязательно использовать её методы, чтобы получить полезные свойства у объекта. Например, можно разобраться в особенностях метаболизма организма: как он живёт в нормальной среде обитания и что получится, если мы переведём его в другую среду обитания, с другими питательными факторами, в другую атмосферу — возможно, это поможет ему в итоге , и это может быстрее размножаться. Но это же не генная инженерия.

Биотехнология — это манипуляции со знаниями, которые есть о данном объекте. Генная инженерия просто расширяет круг возможностей, разных комбинаций, даёт возможность совершать манипуляции на уровне молекул, поэтому более точна.

Биотехнология на самом деле существует столько, сколько сельское хозяйство. В сельском хозяйстве часто есть конкретная практическая цель — например, вывести породу быстрых лошадей или устойчивое к холоду растение. Этим люди занимаются уже сотни лет с помощью селекции, которая на самом деле является генетическим методом отбора.

Биотехнологическая этика: как общество относится к биотеху?

Люди по-разному воспринимают нововведения в биотехнологии. Есть негативные и позитивные примеры восприятия.

Негативные — это, например, мнение, что внедрение нового приведёт к появлению вирусов, которые будут распространяться по всему миру и от которых нет ни вакцины, ни лечения, и что периодические эпидемии именно с этим и связаны.

Из позитивных — например, можно создать вирус, который на время меняет цвет глаз. Постепенно они становятся своего цвета, и каплями антибиотиков можно снова сделать их голубыми. Это мало связано со здравоохранением в привычном смысле, но всё равно здорово. Подобные манипуляции уже в теории можно делать, и к таким технологиям общество относится позитивно и с улыбкой. Однако в целом люди боятся внедрения новых технологий. Да и чтобы внедрить новое, нужно на высшем уровне обсудить этические вопросы того или иного воздействия препарата, и обычно это происходит долго.

Биотехнология в Biocad: лечение нуклеиновой кислотой

Два года назад в Biocad мы открыли Департамент перспективных исследований, основная цель которого — создание лекарственных продуктов передовой генной терапии. Этот термин объединяет три группы лекарственных препаратов, которые не похожи на все остальные лекарства, к которым мы привыкли.

Во-первых, это препараты для генной терапии, во-вторых, это препараты, в основе которых лежит манипуляция с соматическими и стволовыми клетками человека, в-третьих, это препараты тканевой инженерии.

В основе действия классических лекарств лежит либо малая молекула химической природы, либо какой-то белок, например, антитело, который можно легко получить с помощью биотехнологических методов. В нашей разработке лекарственным веществом, то есть действующим фактором, является нуклеиновая кислота РНК или ДНК.

Это новый способ воздействия на организм человека. Это направление не так давно стало бурно развиваться, поэтому к нему пока что относятся с осторожностью.

Как работают препараты для генной терапии

Читайте также :

Наше лекарство — это рекомбинантный вирус, наночастица на базе вируса, внутри которой находится ген, которого недостаёт больному человеку. Направлены эти продукты, как правило, на заболевания, которые плохо поддаются лечению (наследственные заболевания с тяжёлыми проявлениями вплоть до летального исхода в раннем возрасте: дистрофия, нарушение зрения, световосприятия, иммунодефициты). Это в основном моногенные заболевания, в которых проявление болезни обусловлено дефектом одного гена. В таких случаях они очень хорошо лечатся. В лаборатории мы создаем терапевтические вирусные частицы, а биоинформатики помогают нам моделировать их работу.

В случае полигенных заболеваний, например, рака, можно использовать методы генной терапии для модификаций клеток иммунной системы человека, чтобы получать иммунные клетки с высокой специфичностью к опухолевым клеткам. В лабораториях наши учёные осуществляют полный цикл разработки этих двух типов продуктов (от идеи до создания прототипов, готовых для тестирования на животных). Такого в России нет, наверное, нигде.

Перспективные исследования в биотехнологии

медицина будущего: Развитие новых типов лекарств

Наш департамент назван по аналогии с Управлением перспективных исследовательских проектов США (DARPA). Они пытаются внедрять достижения науки в целях увеличения обороноспособности страны — это ускоренная регенерация, универсальные доноры, оружие и прочее.

Возможно, в ближайшие 5-10 лет благодаря взаимосвязи кибернетики и биотехнологии действительно будут созданы умные лекарства. Например, создание очень маленьких чипов: это капсула или робот с частицами лекарственного средства, циркулирующие в крови, из которых в зависимости от состояния человека нужное вещество будет впрыскиваться в кровь. Подобным занимаются, например, в MIT. Уже есть успешные примеры: в зависимости от уровня глюкозы в организм вбрасывается инсулин, что минимизирует степень инвазивности лечебной процедуры. Человек один раз внедрил чип, сделал инъекцию и на очень длительное время забыл, что нужно принимать лекарство.

Даже известный футуролог Рэй Курцвелл говорит, что люди начнут жить дольше с помощью нанороботов к 2025 году. Скорее всего, он имеет ввиду препараты, которые будут бороться с онкологическими заболеваниями.

Нанороботы — новый формат препаратов, потому что с точки зрения веществ, из которых состоят лекарства, люди уже всё сделали. Мы ничего больше предложить не можем — типов химических соединений, которые можно использовать для терапии немного. Это либо белки, либо малые молекулы, либо нуклеиновые кислоты, которые теперь тоже применяются.

Вариантов и тех, и других, и третьих, конечно, можно сделать безграничное количество, но они имеют ограниченный потенциал применения, так как работают по общим химическим принципам. По-другому воздействовать на клетку уже никак невозможно.

Конечно, большинство хочет просто принять таблетку, но не все лекарственные вещества можно в неё «вложить». Более простой вариант — капсула. Более эффективный — инъекция и суппозитории. И если был бы какой-то универсальный способ лечения, например, закалывать какой-то чип с концентратом лекарственного средства под кожу, но раз в год, думаю, многие бы на это пошли.

Диагностика заболеваний

Развитие малоинвазивных методов диагностики будет нужно человеку, чтобы, грубо говоря, по капле крови можно было быстро определять состояние человека: есть ли у него онкологическое заболевание и, если да, то есть ли метастазы, что за рак и прочее.

Сейчас это можно делать по определённому количеству миллилитров крови с помощью высокопроизводительных методов, но пока это довольно дорого. Мы идём к индивидуальному профилированию человека, чтобы знать про себя всё до уровня молекулы. Человек будет понимать, что конкретно с ним происходит в данный момент.

Может возникнуть нечто вроде социальной сети профайлов, где будут храниться все данные — например, по экспрессии генов за последний месяц. Кажется, что здесь всё легко, но на самом деле это миллиарды последовательностей, сотни генов с разными мутациями, разной степени значимости. Поэтому нужен будет новый класс врачей-теоретиков, которые будут уметь интерпретировать это огромное количество данных.

Регенерация, искусственный интеллект

Читайте также :

Наверное, в будущем мы научимся регенерировать ткани и органы. Уже сейчас выращивают органы с нуля до реального размера из клетки благодаря 3D-печати. Также пытаются восстанавливать спинной мозг после травмы — печатать нейроны в месте повреждения. Иными словами, прививать человеку его же клетки, размноженные в лабораторных условиях.

Также учёные будут больше использовать искусственный интеллект и нейросети, чтобы создавать новые лекарственные препараты. Самообучающийся ИИ должен будет сам накапливать достаточное количество знаний, которые позволят ему давать правильные ответы. Если это не контролировать, может, наверное, произойти катастрофа, но, с другой стороны, он сможет значительно развязать руки исследователям и дать возможность генерировать новые идеи, ведь ИИ будет брать на себя все рутинные процедуры.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector