Водная биотехнология

Эта статья была зарегистрирована в биологии обеспечения качества для улучшения из-за недостатков в форме или содержании . Это сделано для того, чтобы довести качество статей по биологии до приемлемого уровня. Пожалуйста, помогите улучшить эту статью! Статьи, которые не были существенно улучшены, при необходимости могут быть удалены.

Более подробную информацию читайте в минимальных требованиях к статьям по биологии .

Как водная биотехнология и голубая биотехнология , использование методов биотехнологии на живых существах из моря, называемых и в основном водных живых организмах, в этом случае используется обозначение как морская биотехнология .

срок

Голубая биотехнология - одно из нескольких дополнений к трем устоявшимся направлениям биотехнологии :

1. Зеленый биотехнологии используется для модификации растений с целью улучшения их свойств или передачи новых свойств (высокая урожайность и устойчивость вредных организмов).
2. Красный биотехнологии фокусируется на медицинских применения для людей от диагноза до лечения.
3. Белая биотехнология использует биологические ресурсы для оптимизации производственных процессов.

В отличие от цветовой маркировки этих трех направлений биотехнологии, синяя биотехнология нацелена не на область применения, а на происхождение продуктов. Название голубой биотехнологии происходит от цвета моря, биологические организмы которого являются предметом данной дисциплины.

объект

В частности, бактерии , обитающие на больших глубинах океанов и в экстремальных условиях, рассматриваются как возможный источник биологических веществ, которые можно использовать в технических процессах. В то время как обычные ферменты, такие как те, которые используются в биотехнологии белого , денатурируют при слишком высоких температурах , биокатализаторы глубоководных бактерий также работают в экстремальных условиях горячих глубоководных источников .

метод

Чтобы получить образцы и исследовать морские глубины, a.o. Используются водолазные роботы, также называемые « дистанционно управляемым транспортным средством » или для краткости «ROV».

В настоящее время (июль 2007 г.) IFM-Kiel (Leibniz-Institut für Meereswissenschaften) получает ROV Kiel 6000 - согласно его собственным заявлениям - самый современный беспилотный водолазный робот в мире, который должен ускорить исследование морских глубин в следующие несколько лет. При глубине погружения 6000 метров водолазный робот теоретически сможет исследовать более 90 процентов морского дна мирового океана, что представляет собой новое измерение для морских наук в Германии. ROV Kiel 6000 оснащен новейшей технологией цифровых наблюдений для картирования морского дна с высоким разрешением и может проводить измерения и эксперименты в глубоком море с помощью захватных рычагов, а также брать пробы воды, отложений и горных пород, которые также содержат микроорганизмы.

Затем улучшение микроорганизмов происходит так же, как белая, красная или зеленая биотехнология, только спектр исходного материала богаче из-за разнообразия морских организмов, и у исследователей есть обширная сфера деятельности для изучения геномов, которые контролировать обмен веществ в экстремальных условиях.

В частности, мутанты микроорганизмов, которые показывают различия в аминокислотных последовательностях их белков, генерируются с использованием химических и ферментативных методов . В последующем процессе скрининга ищут улучшенные варианты белка. Если у вида был обнаружен вариант фермента с более высокой эффективностью, соответствующий ген является отправной точкой для следующего управляемого эволюционного цикла. Этот процесс повторяется в повторяющихся циклах до тех пор, пока не будут достигнуты желаемые улучшения.

Потенциал голубой биотехнологии

Потенциал использования голубой биотехнологии считается значительным. Следующие аргументы показывают, почему это так:

1. Наверное, в море больше биотехнологических «сокровищ», т.е. ЧАС. Организмы, пригодные для биотехнологического использования, скрытые, чем на суше, потому что океаны исследованы гораздо менее интенсивно, чем суша, и по большей части все еще являются труднодоступной средой обитания.
2. Жизнь происходит из моря - эволюция в море имела примерно на 3 миллиарда лет больше времени для образования форм и функций, чем на суше, поэтому биологическое разнообразие в море, как и ожидалось, очень велико. Мы не знаем, насколько он на самом деле высок. Однако можно констатировать, что - за одним исключением - все 33 существующих типа животных (верхний уровень систематического подразделения животных) встречаются в море и только около половины - на суше. 15 племен встречаются исключительно морские.
3. Морская среда во многом похожа на окружающую среду человека: она состоит в основном из воды. Кроме того, соотношение солей и микроэлементов в морской воде и плазме крови человека практически одинаково - важное базовое требование для многих медицинских приложений.

Морские микробы смогли адаптироваться к самым разнообразным условиям окружающей среды и теперь чувствуют себя как дома под льдом Антарктики, как и в пылающих трубах глубоководных вулканов. 90 процентов морских организмов живут ниже четырех градусов по Цельсию. Мы можем научиться экономить энергию за счет низкотемпературных процессов, происходящих в их клетках. Например, могут быть разработаны моющие средства, которые также работают при низких температурах.

Первые результаты исследований вселяют надежду, в том числе и в отрасли.

1. цианобактерии Lyngbya majuscula , которое происходит в основном в коралловых рифах и перерастает выцветанию рифов. Его более 200 биоактивных веществ включают антибиотики, ингибирующие опухоли, а также противовоспалительные и противовирусные вещества. Таким образом, бактерия представляет собой небольшую «химическую фабрику».
2. Дальнейшие термостойкие ферменты бактерий из горячих глубоководных источников могут упростить дупликацию генов в медицинских целях (см. ПЦР ).
3. Было бы также возможно узнать секрет метаболизма кремния у губок и диатомовых водорослей. Какие ферменты необходимы для роста кремниевых структур, таких как филигранные структуры диатомовых водорослей ? Кристаллы кремния используются в производстве компьютерных микросхем.

Многие компании по-прежнему не хотят вкладывать средства. С одной стороны, голубая биотехнология чрезвычайно дорога: просто управлять исследовательским судном очень дорого. С другой стороны, опыт показывает, что требуется несколько лет, прежде чем первые продукты будут готовы к выпуску на рынок и их можно будет продать.

Сферы деятельности биотехнологических компаний по всему миру структурированы следующим образом:

1. Красная биотехнология: 73%
2. Зеленая биотехнология: 13%
3. Белая биотехнология: 13%
4. Голубая биотехнология: 1%

Однако прогнозируется быстрый рост голубой биотехнологии.

продвижение

Голубая биотехнология финансируется ЕС и национальными учреждениями. «Северный биотехнологический центр» существует в Бремерхафене с 2003 года и стремится продвигать применение голубой биотехнологии. Это только часть обширных усилий, предпринимаемых властями Бремена по продвижению этой технологии.

зыбь

1. ↑ Согласно Отчету о биотехнологиях 2004 года аудиторской фирмы Ernst & Young
2. ↑ «Голубая биотехнология» приходит в Зештадт , Die Welt 17 мая 2003 г.
3. ↑ Сообщение Сената от 22 октября 2002 г. «Синяя биотехнология / морская функциональная пища» (PDF; 34 kB)