БИОТЕХНОЛОГИЈА

БИОТЕХНОЛОГИЈА, научни или технолошки процес који користи живе организме или њихове делове за производњу одређених продуката или њихову модификацију. Дефиниција Организације за економску кооперацију и развој (ОЕCD) поред наведеног, укључује и модификацију како живих тако и неживих материјала за производњу знања, добара и услуга. УН у оквиру своје Конвенције о биолошкој разноврсности на сличан начин дефинишу б. У члану 19. ове Конвенције инсистира се на правичном управљању б., односно правичној дистибуцији остварене добити посебно да би се заштитиле земље у развоју које располажу великим фондом генетичких ресурса за истраживања у б. Други значајни аспект дефинисања б. и пратеће законске регулативе односи се на област безбедног трансфера, руковања и коришћења живих организама добијених у биотехнолошким поступцима са циљем да се сачува биолошки диверзитет и да се омогући његово коришћење у дужем временском периоду. Модерна б. комбинује дисциплине као што су генетика, молекуларна биологија, биохемија, ембриологија, биологија ћелије, које су повезане с практичним дисциплинама као што су хемијско инжењерство, информационе технологије, роботика и др. Употреба техника генетичког инжењерства, односно рекомбинантне ДНК довела је до увођења новог појма, а то је молекуларна б. Технике које користе нуклеинске киселине или протеине су секвенцирање и синтеза ових молекула, умножавање ДНК или РНК, геномика, протеомика, фармакогеномика, генске пробе, утврђивање профила генске експресије, коришћење генских проба или антисенс технологије, протеинско инжењерство, изолација и пречишћавање протеина или пептида, изучавање сигналних путева, идентификација ћелијских рецептора. Уколико се користе целе ћелије или ткива, на располагању су технике за њихово култивисање, фузије ћелија, манипулације ембрионима. Незаобилазне су и технике процесне б. као што су ферментација у биореакторима, биоизлуживање, биоремедијација, биофилтрација или фиторемедијација. Листа техника укључује и оне које се користе у генској терапији или у синтези моноклонских антитела. Велики број техника и података до којих се долази у истраживањима захтева и развој одговарајућих биоинформатичких приступа који омогућавају формирање база података геномских или протеинских секвенци, али и моделирање комплексних биолошких процеса. Потреба да се процеси аутоматизују и сведу на најмању могућу временску и просторну меру довела је и до развоја нанобиотехнолошких техника које укључују развој апарата и процеса за изучавање биолошких система, дијагностику, или чак за примену у лечењу, односно за циљану дистрибуцију лекова у организму

Почеци б. везују се за период од пре 5.000–10.000 година, када почиње припитомљавање и гајење биљака и животиња. Примена б. заправо почиње с прављењем хлеба, пива, вина или других ферментисаних продуката, као што су јогурт или сир. Временом су се развијали и системи третмана отпада, тако да је очевидно да је б., историјски гледано, била усредсређена на производњу хране и лекова, али и на решавање еколошких проблема. Модерна б., базирана на новим техникама, такође се бави истим проблемима и могла би се поделити на три подобласти: пољопривредна, фармацеутска и еколошка б., које би могле да се допуне и увођењем четврте, а то је индустријска б. У овој последњој најважнију улогу имају генетички модификовани микроорганизми који могу да се користе: у производњи алтернативних извора енергије; у производњи нових материјала (нпр. биодеградабилне пластике); у рударству – у пречишћавању руде и излуживању бакра или уранијума из одговарајућих јаловина, које оптерећују животну средину. У индустријској б., посебно приликом изградње постројења за производњу биоенергије, користе се генетички модификовани усеви, а нпр. за производњу лекова, адитива у храни, инсектицида и сл., користе се велика индустријска постројења за ферментацију и биопроцесовање.

Коришћење генетички модификованих биљака и први успешни покушаји клонирања довели су до тога да се поред научне заједнице и шира јавност укључи у дискусију о оправданости таквих истраживања. Уколико се говори о клонирању људи, важно је разликовати три различите процедуре које имају три веома различита циља. На првом месту је клонирање ембриона – медицинска техника којом се могу добити идентични близанци. Следеће је репродуктивно клонирање – техника која има за циљ да се направи копија (клон) постојеће јединке, а коришћена је за клонирање овце и других сисара. Трећа техника је терапеутско клонирање – техника чије су почетне фазе идентичне као код репродуктивног клонирања, с тим што се пре-ембрион користи за изоловање матичних ћелија, с намером да се од ових ћелија даље развијају ткива или чак цели органи за трансплантацију особи која је била донор генетичког материјала. Циљ терапеутског клонирања је производња ткива или органа који би били пресађени оболелим особама. Сама могућност да у релативно блиској будућности може доћи до терапеутског клонирања дала је подстрек истраживањима матичних ћелија. Оне су неспецијализоване ћелије које могу бити индуковане тако да се развију у одређено диференцирано ткиво, нпр. у ћелије срчаног мишића или ћелије панкреаса које производе инсулин. Научници раде на два типа матичних ћелија – ембрионалним и адултним, које се разликују по својим функцијама и карактеристикама.

Значај савремене б. огледа се и у чињеници да у свету постоји више од 1.300 биотехнолошких компанија чији се приход мери десетинама милијарди долара годишње. Што се наше земље тиче, биотехнолошке компаније које би користиле савремене приступе још увек нису почеле да се развијају, иако су истраживања у области молекуларне б. почела још 80-их гoдина XX в. У протеклом периоду у Институту за молекуларну генетику и генетичко инжињерство у Београду рађено је на експресији рекомбинантних протеина (В. Глишин, Р. Црквењаков, Г. Љубијанкић, В. Деретић), изучавању секундарних метаболита бактерија значајних за фармацеутску индустрију (Б. Васиљевић) и на бактеријама млечне киселине које се користе у прехрамбеној индустрији (група Љ. Тописировића). Поред тога, рађено је на биљним генима и трансгеним биљкама, а развијена је и метода за детекцију ГМО (В. Максимовић), на производњи вирусних вектора за генску терапију (З. Поповић, Ј. Зарић), на изучавању хуманих гена, а уведене су и многобројне методе молекуларне дијагностике болести (А. Савић, Д. Радујковић, М. Стевановић, С. Павловић). Проблематика б. интензивно је рађена на Технолошком, а неки аспекти и на Фармацеутском и Пољопривредном факултету у Београду. У Србији је објављен значајан број научних радова из б., али је за разлику од светских трендова, врло мало резултата истраживања заштићено патентима, па самим тим није успостављена веза с индустријом.

ЛИТЕРАТУРА: R. F. Weaver, P. W. Hedrick, Genetics, London 1999; B. R. Glick, J. J. Pasternak, Molecular Biotechnology: Principles and Applications of Recombinant DNA, Washington 2003; H. Kreutzer, A. Massey, Biology and Biotechnology: Science, Applications, and Issues, Salt Lake City 2005; Ј. З. Бошковић, В. Исајев, Генетика, Бг 2007.

Бранка Васиљевић

*Текст је објављен у 2. књизи I тома Српске енциклопедије (2011)