Die Biotechnologie ist eine Branche, die sich auf die Manipulation lebender Organismen konzentriert, um kommerzielle Produkte herzustellen. Dies ist jedoch eine sehr breite Sicht auf diese schnell wachsende wissenschaftliche Industrie.
Nach solchen Definitionen würden Jahrhunderte der Landwirtschaft und Tierzucht als Arten der Biotechnologie gelten. Das moderne Verständnis und die Verwendung dieser Wissenschaft, auch als Biotechnologie bekannt, wurde verfeinert, um neuartige Medikamente und schädlingsresistente Pflanzen zu schaffen.
Solche Innovationen begannen mit der Entwicklung, als Stanely Cohen und Herbert Boyer 1973 in ihrem Stanford-Labor das Klonen von DNA demonstrierten. Die Biotechnologie ist zu einem festen Bestandteil vieler Aspekte des modernen Alltags geworden.
Die Technologie
Seit den ersten DNA-Klonierungsexperimenten haben sich gentechnische Techniken entwickelt, um manipulierte biologische Moleküle und genetisch gestaltete Mikroorganismen und Zellen zu erzeugen. Genetiker haben auch Wege entwickelt, um neue Gene zu finden und herauszufinden, wie sie funktionieren, und transgene Tiere und Pflanzen geschaffen.
Inmitten dieser Bioengineering-Revolution explodierten kommerzielle Anwendungen. Eine Industrie entwickelte sich um Techniken wie Klonen von Genen (Replikation), gerichtete Mutagenese (gerichtete genetische Mutationen) und DNA-Sequenzierung. RNA-Interferenz, Markierung und Nachweis von Biomolekülen sowie Nukleinsäureamplifikation wurden ebenfalls entwickelt und eingeführt.
Die Biotech-Märkte: Medizin und Landwirtschaft
Die Biotech-Industrie ist weitgehend in den medizinischen und landwirtschaftlichen Markt unterteilt. Obwohl die unternehmerische Biotechnologie auch in anderen Bereichen wie der industriellen Herstellung von Chemikalien und der Bioremediation angewendet wird, ist der Einsatz in diesen Bereichen immer noch spezialisiert und begrenzt.
Auf der anderen Seite hat die medizinische und landwirtschaftliche Industrie Biotech-Revolutionen durchlaufen. Dies beinhaltete neue - und manchmal kontroverse - Forschungsanstrengungen und Entwicklungsprogramme. Unternehmen haben sich entwickelt, um vom Boom der Biotech-Entwicklung zu profitieren. Diese Unternehmen haben Strategien entwickelt, um neuartige Biomoleküle und Organismen durch Bioengineering zu entdecken, zu verändern oder zu produzieren.
Biotech Startup Revolution
Die Biotechnologie führte einen völlig neuen Ansatz für die Arzneimittelentwicklung ein, der sich nicht leicht in den chemisch fokussierten Ansatz der meisten etablierten Pharmaunternehmen integrieren ließ. Diese Verschiebung löste eine Vielzahl von Start-up-Unternehmen aus, beginnend mit der Gründung von Cetus (heute Teil von Novartis Diagnostics) und Genentech Mitte der 1970er Jahre.
Da es im Silicon Valley eine etablierte Risikokapitalgemeinschaft für die High-Tech-Industrie gab, gruppierten sich viele der frühen Biotechnologieunternehmen auch in der San Francisco Bay Area. Im Laufe der Jahre wurden unzählige Startup-Unternehmen gegründet, um diesen Markt zu verfolgen.
In den USA entwickelten sich Innovationszentren in Städten wie Seattle, San Diego, dem Research Triangle Park in North Carolina, Boston und Philadelphia. Zu den internationalen Biotech-Zentren gehören Städte wie Berlin, Heidelberg und München in Deutschland. Oxford und Cambridge in Großbritannien; und das Medicon-Tal in Ostdänemark und Südschweden.
Schnelleres Entwerfen neuer Medikamente
Medizinische Biotechnologie mit einem Jahresumsatz von mehr als 150 Milliarden US-Dollar erhält den Großteil der Biotech-Investitionen und Forschungsgelder. Dieser Teil der Biotechnologie konzentriert sich auf die Wirkstoffentdeckungspipeline, die mit der Grundlagenforschung beginnt Identifizierung von Genen oder Proteinen, die mit bestimmten Krankheiten assoziiert sind und als Wirkstofftargets und diagnostische Mittel verwendet werden könnten Marker.
Sobald ein neues Gen- oder Proteinziel gefunden wurde, werden Tausende von Chemikalien untersucht, um potenzielle Medikamente zu finden, die das Ziel beeinflussen. Die Chemikalien, die aussehen, als könnten sie als Medikamente wirken (manchmal als "Treffer" bezeichnet), müssen dann optimiert, auf toxische Nebenwirkungen überprüft und in klinischen Studien getestet werden.
Medizinische Biotech-Unternehmen
Biotech war maßgeblich an der ersten Phase der Wirkstoffentdeckung und des Screenings beteiligt. Die meisten großen Pharmaunternehmen haben aktive Forschungsprogramme zur Zielfindung, die stark von der Biotechnologie abhängen. Kleinere aufstrebende Unternehmen wie Exelixis, BioMarin Pharmaceuticals und Cephalon (von Teva übernommen) Pharmazeutisch) konzentrierte sich auf die Entdeckung und Entwicklung von Arzneimitteln, indem häufig einzigartige proprietäre Produkte verwendet wurden Techniken.
Neben der direkten Arzneimittelentwicklung suchen Unternehmen wie Abbott Diagnostics und Becton, Dickinson and Company (BD) nach Möglichkeiten, neue krankheitsbedingte Gene zu nutzen, um neue klinische Diagnosen zu erstellen.
Viele dieser Tests identifizieren die am besten ansprechenden Patienten für neue Medikamente, die auf den Markt kommen. Die Unterstützung der Forschung nach neuen Arzneimitteln ist eine lange Liste von Forschungs- und Laborversorgungsunternehmen, die grundlegende Kits, Reagenzien und Geräte bereitstellen.
Zum Beispiel bieten Unternehmen wie Thermo-Fisher, Promega und viele andere Laborwerkzeuge und -geräte für die biowissenschaftliche Forschung an. Unternehmen wie Molecular Devices und DiscoveRx bieten speziell entwickelte Zellen und Nachweissysteme für das Screening potenzieller neuer Medikamente an.
Agrarbiotechnologie: Bessere Ernährung
Dieselbe Biotechnologie, die für die Arzneimittelentwicklung verwendet wird, kann auch Agrar- und Lebensmittelprodukte verbessern. Im Gegensatz zu Pharmazeutika hat die Gentechnik jedoch keinen Ausschlag neuer Ag-Biotech-Startups hervorgerufen. Der Unterschied kann sein, dass die Biotechnologie trotz des Technologiesprungs die Natur der Agrarindustrie nicht grundlegend verändert hat.
Die Manipulation von Nutzpflanzen und Nutztieren zur Optimierung der Genetik zur Verbesserung des Nutzens und der Erträge erfolgt seit Tausenden von Jahren. In gewisser Weise bietet Bioengineering eine bequeme neue Methode. Etablierte landwirtschaftliche Unternehmen wie Dow und Monsanto (die von Bayer übernommen wurden) haben Biotech einfach in ihre F & E-Programme integriert.
Pflanzliche und tierische GVO
Der Schwerpunkt der Ag-Biotechnologie liegt hauptsächlich auf Verbesserung der Ernte, was als Unternehmen recht erfolgreich war. Seit der Einführung des ersten gentechnisch veränderten Mais im Jahr 1994 sind transgene Grundnahrungsmittel wie Weizen, Sojabohnen und Tomaten zur Norm geworden.
Mittlerweile sind mehr als 90% des in den USA angebauten Mais, Sojabohnen und Baumwolle biotechnologisch hergestellt. Obwohl sie hinter biotechnisch hergestellten Pflanzen zurückbleiben, ist der Einsatz von Biotechnologie zur Verbesserung von Nutztieren ebenfalls weit verbreitet.
Dolly, das erste geklonte Schaf, wurde 1996 gegründet. Seitdem ist das Klonen von Tieren üblicher geworden, und es ist klar, dass transgene Nutztiere unmittelbar bevorstehen Horizont - 2019 erhielt AquaBounty (Erzeuger von gentechnisch verändertem Lachs) von der FDA die Genehmigung zum Bau ihrer Anlage in Indiana und importieren ihre Lachseier, die in den USA für Lebensmittel gezüchtet werden sollen
Obwohl gentechnisch veränderte Organismen (GVO) haben in den letzten Jahren viele kontroversen ausgelöst, ag-biotech hat sich ziemlich gut etabliert. Nach den neuesten verfügbaren Informationen des International Service for the Acquisition of Agri-Biotech Anwendungen, Anpflanzungen von gentechnisch veränderten Pflanzen erreichten im Jahr 2017 189,8 Millionen Hektar, gegenüber 185,1 Millionen Hektar im Jahr 2016.