Биотехнология – это наука, использующая знания, накопленные биологией, химией, физикой и инженерией, для разработки способов получения необходимых человеку веществ. Живые организмы и продукты, которые они образуют в процессе своей жизнедеятельности, можно использовать в различных направлениях – в пищевой промышленности, в медицине, в сельском хозяйстве. Специалист в области биотехнологии работает на стыке технических наук и наук о жизни.

Термин «биотехнология» ввел венгерский инженер Карл Эреки в 1917 году.  В начале это понятие было связано с сельским хозяйством и пищевой промышленностью. Прогресс в генетике и молекулярной биологии в XX веке способствовал развитию биотехнологии. Сегодня эта дисциплина рассматривается с разных точек зрения. В основном это работа с рекомбинантной ДНК (искусственной ДНК, включающей в себя гены, отвечающие за синтез необходимых веществ, и ДНК, обеспечивающую размножение и синтез кодируемого этими генами продукта), а также работа с культурами клеток, выращиваемыми in vitro («в пробирке»).

Ученые-биотехнологи используют микроорганизмы, растения и животных или выделяемые ими ферменты для создания практически значимых веществ и для биотрансформации или разрушения соединений, угрожающих здоровью человека и других живых организмов.

Одна из классификаций биотехнологий основана на цвете. Изначально в классификации было всего три цвета: красный, соответствующий медицинской биотехнологии, зеленый для сельскохозяйственной биотехнологии и белый для промышленной биотехнологии.

Со временем количество цветов увеличилось до десяти, а трактовка некоторых цветов изменилась.

К трактовке зеленого цвета добавили биотопливо и восстановление окружающей среды, геомикробиологию. Белая биотехнология стала иметь двойное значение: в англоязычных источниках белый означает биотехнологию, основанную на генах, в русскоязычных источниках этот цвет остался за промышленной биотехнологией. Синий цвет олицетворяет биотехнологию аквакультуры, то есть разведение и выращивание водных организмов. Желтый цвет – это пищевая биотехнология. Серый цвет установлен для биотехнологий, связанных с ферментами и классическими биопроцессами, однако в других источниках под серым цветом подразумевают экологические биотехнологии. Фиолетовым цветом обозначают патентование разработок, коричневым – решения проблем пустынных и аридных зон, а золотым – нанобиотехнологии и биоинформатику.

Эта классификация не отражает то, как разные области биотехнологии связаны между собой, ведь методы и технологии, разработанные в одной области, часто используются в одной или нескольких других отраслях.

Медицинская биотехнология разрабатывает новые лекарственные препараты, например, антибиотики и противораковые средства, вакцины, изучает биосовместимые материалы и биопринтинг органов, проводит ДНК-анализ для диагностики наследственных заболеваний.
Промышленная биотехнология производит ферменты, которые могут использоваться в других областях биотехнологии, сырье для производства биополимеров, удобрения.

Пищевая биотехнология создает белок, который можно использовать в качестве добавки к питанию для повышения пищевой ценности потребляемой пищи, продукты с заданными свойствами, корма и кормовые добавки.
Синяя биотехнология занимается разведением водных организмов для получения из них пищевых гидролизатов, хитиновых биополимеров, технического рыбьего жира, созданием новых пород гидробионтов.

Сельскохозяйственная и лесная биотехнологии создают и выращивают генно-инженерные растения с необходимыми свойствами, сохраняют и приумножают лесные ресурсы. Биоэнергетика в составе зеленой биотехнологии создает топливо из растительного или животного сырья и присадки к традиционному топливу. Экологическая биотехнология занимается переработкой отходов промышленности, твердых бытовых отходов и пищевых отходов, утилизацией и компостированием отходов сельского хозяйства, очисткой почв и грунтовых вод с помощью биологических объектов.

Таким образом, биотехнология обеспечивает широкий круг человеческих потребностей. Эта комплексная наука решает существующие в мире социальные и экологические проблемы, такие как дефицит необходимых питательных веществ в рационе, загрязнение окружающей среды химическими веществами, которые живые организмы не могут переработать самостоятельно и многие другие, отвечающие насущным задачам жизни человечества на планете.

Источники:

А.Н. Евтушенков, Ю.К. Фомичев. Курс лекций «Введение в биотехнологию», Минск, БГУ, 2002.

А.С. Киселев, «История биотехнологий и прогноз развития высокотехнологичной медицинской помощи с учетом долгосрочного социально-экономического развития РФ на период до 2030 года», Сеченовский вестник № 3(13), с. 41-47, 2013.

О.В. Кудрявцева, Е.Ю. Яковлева, М.В. Вильт, «Типология биотехнологий и место в ней Российской биоэнергетической отрасли», Вестник Университета № 13, 2014. Л.А. Осипова, «Генетика», Издательство Юрайт, 2018.