تستخدم شركات التكنولوجيا الحيوية الكائنات الحية لإنشاء حلول تكنولوجية لحل المشكلات بما في ذلك الأمراض والتلوث والزراعة وغيرها من المجالات. يمكن أن يتراوح هذا من استخدام جينات النباتات لاستخلاص العلاجات الطبية لاستخدام البروتينات من الفطريات لجعل المحاصيل أقل عرضة للآفات. في حين أن هناك العديد من التطبيقات للتكنولوجيا الحيوية ، فإن معظمها يقع في القطاعات الطبية أو الزراعية أو الصناعية.
نصائح
-
الأنواع الثلاثة لشركات التكنولوجيا الحيوية هي طبية وزراعية وصناعية.
ما هي التكنولوجيا الحيوية؟
تشمل التكنولوجيا الحيوية دراسة وتطبيق النظم البيولوجية الموجودة في الكائنات العضوية بما في ذلك البكتيريا والفطريات والفيروسات والنباتات والحيوانات من أجل تحقيق التقدم التكنولوجي. وبعبارة أكثر بساطة ، فإن التكنولوجيا الحيوية هي استخدام أشكال الحياة (سواء باستخدام الكائن نفسه أو شيء مشتق منه) للمساعدة في حل المشاكل من خلال التكنولوجيا.
وقد صاغ هذا المصطلح في الأصل المهندس الزراعي المجري كارل إريكي في عام 1919 لوصف مزيج من البيولوجيا والتكنولوجيا. من الصعب تصديق حجم المجال الذي نما في المائة عام منذ أن أنشأ هذا المصطلح.
تعتبر صناعة التكنولوجيا الحيوية ، التي غالبا ما يتم اختصارها إلى "التكنولوجيا الحيوية" أو "التكنولوجيا الحيوية" ، واحدة من أسرع القطاعات نموا في مجال البحث والتطوير. يجلب مئات المليارات من الدولارات كل عام مع الابتكارات الجديدة التي يمكن استخدامها في العديد من المجالات المختلفة. ويمكن تطوير هذه التطورات لمجموعة واسعة من الأغراض بما في ذلك إعداد اللقاحات ، وإطعام الجياع ، وإنشاء أنواع جديدة من الوقود الحيوي ، وتطوير مستحضرات تجميل جديدة أو حتى تخمير البيرة.
أنواع التكنولوجيا الحيوية
في حين أن الأشكال الرئيسية الثلاثة للتكنولوجيا الحيوية هي الطبية والزراعية و صناعي (وتسمى أحيانًا التقانات الحيوية "الحمراء" و "الخضراء" و "البيضاء" على التوالي) ، وهناك العديد من الأنواع المختلفة للتكنولوجيا الحيوية ، والتي يقع بعضها خارج نطاق هذه الحقول الرئيسية الثلاثة وبعضها يجمع بين أنواع متعددة. على سبيل المثال ، يشمل التعديل الوراثي للنباتات المستخدم في اللقاح القطاعين الزراعي والطبي.
تطبيقات التكنولوجيا الحيوية الطبية
عندما يتم استخدام التكنولوجيا الحيوية للأغراض التي يمكن تحسين الصحة أو تقليل المعاناة من البشر أو المخلوقات الأخرى ، فهو جزء من قطاع التكنولوجيا الحيوية الطبية. وهذا يشمل كل من العثور على العلاجات والتشخيصات والعلاجات واللقاحات والعلاجات للأمراض وكذلك إيجاد طرق للوقاية من المرض من خلال دراسة طرق جديدة أو أكثر فعالية للحفاظ على صحتنا ، من خلال فهم الأمراض ودراسة بيولوجيا الخلية البشرية.
يركز جزء صغير من قطاع التكنولوجيا الحيوية الطبية على الطب البيطري ، على الرغم من أن الصناعة الأكبر تعمل على علاجات للبشر ، وبعضها يمكن أن يستخدم في النهاية للحيوانات أيضًا. يوجد حاليا أكثر من 250 من منتجات ولقاحات الرعاية الصحية في السوق مستمدة من التكنولوجيا الحيوية ، وكثير منها يساعد في السيطرة على الأمراض التي لا يمكن علاجها في السابق.
يدرس العلماء في هذا المجال الطريقة التي تعمل بها البكتيريا والخلايا النباتية والحيوانية على مستوى أساسي. في بعض الأحيان يتم تعطيل الحمض النووي لهذه الخلايا على المستوى الجيني من أجل زيادة إنتاج بعض الخصائص التي يمكن أن يكون لها تطبيقات طبية ، مثل زيادة إنتاج الأنسولين من خلال التلاعب بالجينات. في حالات أخرى ، يدرس العلماء الإنزيمات في هذه الكائنات التي قد تساعد في تطوير الأدوية أو الهرمونات الاصطناعية.
ويأمل الباحثون أن تؤدي اكتشافاتهم في الهندسة الوراثية إلى علاجات أو على الأقل التقدم في العلاجات للأمراض المدمرة مثل مرض باركنسون ومرض الزهايمر.
أمثلة على التكنولوجيا الحيوية الطبية
يقوم العلماء حاليًا بتطوير لقاح مضاد لورم الليمفوما ، والذي يتم إنشاؤه عن طريق زراعة نباتات التبغ المعدلة وراثيا المصنوع لعرض الحمض النووي الريبي من الخلايا البائية الخبيثة. هذا يمكن أن ينقذ ما يقرب من 20000 شخص سنويا.
كما أنهم يستخدمون الضمادات المطلية في الشيتوزان ، وهو نوع من السكر مشتق من قشور الجمبري وسرطان البحر ، يساعد في شفاء الجروح. هذا يمكن أن يمنع المضاعفات وحتى الوفيات المرتبطة بالالتهابات الجراحية والالتهابات الأخرى.
تطبيقات التكنولوجيا الحيوية الزراعية
التكنولوجيا الحيوية الزراعية تركز على النباتات المعدلة وراثيا لغرض زيادة غلة المحاصيل أو إدخال خصائص مرغوبة لجعلها أسهل للنمو في مناطق معينة مع الطقس أو الآفات التي من شأنها أن تتسبب في صعوبة متزايدة.
في بعض الأحيان ، يعمل الباحثون على عدم تحسين الإنتاج أو لجعل الزراعة أسهل ، ولكن ببساطة جعل المحاصيل ذات طعم أفضل ، أو تبدو أكثر جاذبية ، أو تكون أكثر صحة أو تستمر لفترة أطول على رفوف المتاجر. ويمكن أيضا تطبيق التكنولوجيا الحيوية الزراعية على الحيوانات من أجل تحسين إنتاج الغذاء أو ل اجعل الحيوان أكثر حساسية، والتي تعرف باسم التكنولوجيا الحيوية الحيوانية.
يعد تعديل الحمض النووي أحد أهم أدوات صناعة التكنولوجيا الحيوية الزراعية. تجدر الإشارة إلى أن التكاثر الانتقائي هو شكل من أشكال التعديل الوراثي الذي يمارسه المزارعون طالما أن البشر يزرعون المحاصيل ويرعون الماشية ، ويكافحون من أجل زراعة محاصيل أكثر صحة وثروة أكبر وأكثر صحة.
في التطبيقات الحديثة ، سيحدد العلماء الذين يعملون في صناعة التكنولوجيا الحيوية الزراعية في بعض الأحيان سمة مرغوبة في النبات ثم يسعون إلى العثور على الجين المسؤول في نبات آخر ثم يضعون هذا الجين في النبات الأول من أجل تحسين تلك الخاصية. على سبيل المثال ، نقل العلماء الجينات إلى الذرة من الفطر Bacillus thuringiensis ، وهو مقاوم بشكل طبيعي للآفات مثل حفار الذرة الأوروبي. ثم تنتج النباتات مع هذه الجينات بروتينًا مقاومًا لهذه الآفات بشكل طبيعي ، مما يقلل الحاجة إلى المبيدات.
أمثلة على التكنولوجيا الحيوية الزراعية
تعد الكائنات المحورة وراثيا ، أو الكائنات المعدلة وراثيًا ، من أكثر التطبيقات المعروفة في مجال التكنولوجيا الحيوية بشكل عام. في حين أن الكائنات المعدلة وراثيًا تخشى كثيرًا من عامة الناس ، فإنها يمكن أن تقلل من استخدام الأسمدة الاصطناعية ومبيدات الأعشاب ومبيدات الآفات من خلال جعل النباتات أقوى من البداية. يستفيد أكثر من 13.3 مليون مزارع حول العالم من التقدم في مجال التكنولوجيا الحيوية الزراعية.
أما أولئك الذين لديهم إمكانية الوصول إلى خيارات محدودة من الأغذية ، فيمكن أن يتعرضوا في كثير من الأحيان لعيوب خطيرة في المغذيات. من خلال خلق الطعام مع المواد المغذية المضافة ، يمكن للأشخاص الذين يعيشون في هذه المناطق البقاء أكثر صحة حتى لو كان بإمكانهم الوصول إلى حفنة من الأطعمة فقط. مثال على ذلك هو الأرز الذهبي الذي يحتوي على بيتا كاروتين ، مما يجعله مصدراً جيداً لفيتامين أ.
تطبيق آخر للتكنولوجيا الحيوية الزراعية هو جعل المحاصيل التي يمكن زراعتها في مناطق أصغر أو بيئات أقل مضياف. ظل العلماء يعملون على إنتاج أغذية يمكن أن تزيد من كمية الغذاء المزروعة في مساحة محدودة ، حتى في المناخات الصعبة مثل درجات الحرارة المنخفضة أو الأراضي المشحونة بالجفاف. كما أنهم يعملون على إيجاد طريقة لتكاثر المحاصيل التي لا تتأثر بالمياه الملحية بدرجة عالية بحيث يمكن رشها بمياه البحر.
تطبيقات التكنولوجيا الحيوية الصناعية
معظم الأنواع الأخرى من التكنولوجيا الحيوية تندرج تحت عنوان التكنولوجيا الحيوية الصناعية. وهذا ينطوي على استخدام النباتات والكائنات البحرية والكائنات الدقيقة والطحالب والفطريات تنتج أشياء مثل المواد الكيميائية والمواد والطاقة للتطبيقات الصناعية.
تركز التكنولوجيا الحيوية الصناعية إلى حد كبير على التطبيقات الصديقة للبيئة التي تقلل التلوث وتزيد من كفاءة الطاقة. على سبيل المثال ، يمكن استخدام الكائنات الدقيقة والنباتات لتحليل وحل النفايات مثل المعادن الثقيلة.
ساهم الحقل ببعض من أكثر الطرق المبتكرة والواعدة للنمو الصناعي والتي تكون مفيدة في نفس الوقت للأرض ، مثل الوقود الحيوي والبلاستيك القابل للتحلل الحيوي والأقمشة الجديدة. توفر هذه الابتكارات بشكل عام أموال الشركات وتساعد في حماية البيئة ، مما يجعلها شائعة لدى الشركات والمستهلكين على حد سواء.
بالإضافة إلى التطورات البيئية ، يمكن استخدام التكنولوجيا الحيوية الصناعية أيضًا في العديد من الصناعات. على سبيل المثال ، تم استخدام الكائنات الحية الدقيقة لآلاف السنين في إنشاء الأطعمة التي تعتمد على التخمير ، مثل الجبن والبيرة والخبز والنبيذ. في السنوات الأخيرة ، أحدثت التطورات في تقنيات التخمير ثورة في صناعة الجعة وصنع الجبن. يواصل العلماء استخدام الهندسة الحيوية لتغيير صناعة الأغذية بالإضافة إلى الصناعات الأخرى.
أمثلة على التكنولوجيا الحيوية الصناعية
شبكات العنكبوت هي واحدة من أقوى المواد من حيث قوة الشد ، وقادرة على أخذ قوة أكبر من الفولاذ عند مقارنتها بنفس عرض المقطع العرضي. يأمل العلماء أن يستخدموا خصائص شبكات العنكبوت لصنع أقمشة أقوى مثل درع الجسم ، والتي ستكون أقوى من الكيفلار. انهم يهدفون إلى القيام بذلك عن طريق استخدام الجينات من العناكب في الماعز. ثم تنتج الماعز بروتينات حرير العنكبوت في حليبها ، والتي يمكن إنتاجها والتعامل معها بطريقة أسهل من حرير العناكب.
النمو الصناعي في مجال التكنولوجيا الحيوية
في حين أنها قد تكون أحدث أنواع التكنولوجيا الحيوية الرئيسية الثلاثة وغالباً ما يطلق عليها "الموجة الثالثة" من التكنولوجيا الحيوية ، فإن التكنولوجيا الحيوية الصناعية هي أسرع قطاعات التكنولوجيا الحيوية نمواً ويمكن أن تصبح الأكبر في المستقبل المنظور. إن أحد الأشياء التي تجعل التكنولوجيا الحيوية الصناعية ناجحة للغاية هو المعدل الذي يمكن أن تنتقل من خلاله الابتكارات إلى المختبر إلى القطاع التجاري ، وهو ما يتراوح بين سنتين وخمس سنوات فقط ، وهي فترة أقصر بكثير مما تتطلبه التطورات في القطاعات الطبية أو الزراعية.
أفضل الشركات في مجال التكنولوجيا الحيوية
في حين أن القطاع الصناعي ربما يكون أسرع أنواع شركات التكنولوجيا الحيوية نمواً ، إلا أن معظم شركات التكنولوجيا الحيوية الكبرى حتى عام 2018 لا تزال في المجال الطبي بسبب الربحية الهائلة للابتكارات في هذا المجال. ومع ذلك ، بدأت شركات التكنولوجيا الحيوية الصناعية تظهر الآن على هذه القوائم أكثر وأكثر.
وقالت مجلة فوربس إن أمجين المعروفة بمنتجها إنبريل المضاد للالتهابات ومضادات العدوى Neulasta و Neupogen هي أكبر شركة للتكنولوجيا الحيوية في عام 2018. تأتي شركة Gilead للعلوم في المرتبة الثانية وقد احتلت المرتبة الأولى في مجال التكنولوجيا الحيوية في السنوات الماضية. ومن المعروف عن الأدوية المضادة للفيروسات المستخدمة لعلاج فيروس نقص المناعة البشرية / الإيدز وأمراض الكبد والسرطان والأمراض الالتهابية ، وظروف الجهاز التنفسي ومشاكل القلب والأوعية الدموية.
في المرتبة رقم 5 من أفضل شركات التكنولوجيا الحيوية في عام 2018 ، تبرز شركة Vertex Pharmaceuticals لكونها واحدة من أوائل شركات التكنولوجيا الحيوية التي قامت بتجربة استراتيجية عقلانية لتصميم الأدوية ، مما يعني أن العلماء هم أول من يصممون ويحسنوا التركيب الكيميائي لمعالجة حالة ما ثم يبحثون عن المواد الكيميائية التي يمكن أن تلبي هذا الهيكل وبالتالي بمثابة دواء مناسب. تتخصص الشركة المصنفة رقم 6 ، Illumina ، ليس في المستحضرات الصيدلانية ولكن في تحليل وتسلسل التغيرات الجينية ، مثل تسلسل الجينوم والتوصيف الخاص بالتعريف الجيني.
الشركة الوحيدة التي يتم تصنيفها في قائمة أفضل 10 شركات في مجال التكنولوجيا الحيوية في عام 2018 والتي لا تركز بشكل كامل على التطبيقات الطبية هي شركة Agilent Technologies ، التي تخلق مجموعة من المنتجات التي تتراوح بين الإمدادات المخبرية إلى البرامج والسلع الاستهلاكية. تتعامل الشركة مع سلامة الأغذية والتطورات البيئية والمواد الكيميائية والطاقة البديلة. ومع ذلك ، لا يزال لديهم أقسام طبية تعمل في مجال المستحضرات الصيدلانية ، والتشخيص ، والعلاج ، والبحوث.
