Die Trilogie: Entdecken Sie neue Trends in Biotechnologie und Genomik

Kostenloses Webinar über Biotech

Wir von Plain Concepts stellen vor: „Die Trilogie: Eine Webinarreihe für Biotech-Experten“. Es handelt sich um eine Reihe von Webinaren für alle, die sich für Biotechnologie und Genomik interessieren.

Sie ist in drei Teile gegliedert: der erste Teil konzentriert sich auf das Geschäft und die Innovation, der zweite Teil bietet einen maßgeschneiderten technischen Deep-Dive-Ansatz, und im dritten Teil können Sie einen Termin mit uns vereinbaren, um das gelernte Wissen zu übersetzen und in Ihrem Unternehmen anzuwenden. Diese Trilogie behandelt Themen wie die Zukunft der AgriTech, Nachhaltigkeit, Zugänglichkeit, ihr wirtschaftliches Wachstum und ihre enge Beziehung zu Industrie 4.0 sowie den Einsatz von Technologie zur Steigerung der Innovation, Beschleunigung von F&E-Ergebnissen und Verbesserung der Produktion. Im letzten Teil haben Sie die Möglichkeit, eine maßgeschneiderte Sitzung anzufordern, in der Sie das Gelernte anwenden und Ihre eigene Organisation aus der Nähe betrachten können.

Zurück zum Biotech-Event des Jahres!

Die Biotechnologie, oft abgekürzt als Biotech, ist keine neue Disziplin, aber ihre Anwendungen und Fortschritte in den letzten Jahren sind zunehmend überraschend und entscheidend für unser tägliches Leben.

Heute hilft uns die Biotechnologie, Krankheiten und Hunger zu bekämpfen, unseren ökologischen Fußabdruck zu verkleinern, Energie zu sparen, die Produktion sicherer, sauberer und effizienter zu machen… Dies spiegelt sich auch in den Aktien der Wall Street wider, die sie als einen der profitabelsten Sektoren des NASDAQ Composite Index im Jahr 2019 einstufen.

In den letzten Monaten hat die Biotechnologie die Pharmaindustrie im Sturm erobert, denn Impfstoffe sind wahrscheinlich das weltweit am meisten diskutierte Thema, wobei die Biotechnologie die Hauptrolle spielt.

Bei Plain Concepts sind wir ein Biotech-Technologiepartner und helfen Unternehmen der Branche, ihre Prozesse in allen Bereichen zu verbessern, die sie benötigen, um zu den Top-Biotech-Unternehmen zu gehören.

Was ist Biotechnologie?

Biotechnologie kann definiert werden als die Nutzung biologischer Systeme, die in Organismen zu finden sind, oder die Nutzung von lebenden Organismen selbst, um technologische Durchbrüche zu erzielen und diese Technologien an verschiedene Bereiche anzupassen.

Die Biotechnologie nutzt lebende Zellen, um Produkte für bestimmte Zwecke zu entwickeln oder zu manipulieren, wie z. B. gentechnisch veränderte Lebensmittel. Sie ist eng mit der Gentechnik verknüpft und hat sich Anfang des 20. Jahrhunderts in der Lebensmittelindustrie als eigenständiger Bereich herausgebildet, zu dem später auch andere Bereiche wie Medizin, Landwirtschaft und Umwelt hinzukamen.

Diese Disziplin ist besonders wichtig, wenn es um die Entwicklung von chemischen und winzigen Werkzeugen geht, da viele der in der Biotechnologie verwendeten Werkzeuge auf zellulärer Ebene existieren. Je nach Technologie, Instrumenten und Anwendungen kann sich die Biotechnologie mit der Molekularbiologie, der Bionik, dem Bioengineering, der Gentechnik und der Nanotechnologie überschneiden.

Durch die Nutzung zellulärer und biomolekularer Prozesse können Wissenschaftler Fortschritte und Anpassungen in verschiedenen Bereichen erzielen, deren Ergebnisse unter anderem zur Behandlung von Krankheiten, zur Verringerung der Umweltbelastung und zur besseren Nutzung der natürlichen Ressourcen geführt haben.

Geschichte der Biotechnologie

Wenn wir uns auf die grundlegendste Vorstellung von Biotechnologie stützen würden, müssten wir Hunderte von Jahren zurückgehen, nämlich bis zu der Zeit, als die Menschen begannen, Brot oder Bier durch den Prozess der Gärung herzustellen.

Wir konzentrieren uns jedoch auf den Bereich der modernen Biotechnologie, der sich seit dem 19. Jahrhundert mit der Entdeckung der Mikroorganismen, der Erforschung der Genetik durch Gregor Mendel und den bahnbrechenden Arbeiten über Fermentierung und mikrobielle Prozesse von Giganten wie Pasteur und Lister rasant entwickelt hat. 1919 erkannte der ungarische Agraringenieur Karl Ereky das Potenzial, das genutzt werden könnte, um Rohstoffe in nützliche Produkte zu verwandeln, und prägte den Begriff „Biotechnologie“. Jahre später sollte Alexander Fleming eines der großen Ereignisse des 20. Jahrhunderts teilen: die Entdeckung des Penicillins.

Ab den 1950er Jahren nahm das Gebiet einen Aufschwung, angetrieben durch ein besseres Verständnis der Zellfunktionen und der Molekularbiologie in der Nachkriegszeit. Seitdem sind die Fortschritte sprunghaft angestiegen, was sich an Beispielen wie der Entdeckung der 3D-Struktur der DNA (1950er Jahre), der Entwicklung von Impfstoffen gegen Masern, Mumps und Röteln (1960er Jahre), massiven Fortschritten in der DNA-Forschung (1970er Jahre), Fortschritten bei Medikamenten und Impfstoffen zur Behandlung von Krebs oder Hepatitis B (1980er Jahre) oder der Fertigstellung der menschlichen Genomsequenz zur Behandlung genetisch bedingter Krankheiten wie Krebs, Herzkrankheiten und Alzheimer (1990er Jahre) zeigt.

Heute hat die Industrie Giganten in der Medizinbranche sowie Tausende kleinerer Unternehmen hervorgebracht, die sich mit der Entwicklung von Arzneimitteln beschäftigen oder in Bereichen wie Biokraftstoffe, Bioremediation und Lebensmittelprodukte tätig sind.

Typen der Biotechnologie

Je nach Einsatz oder Anwendung kann die Biotechnologie in farblich getrennte Teildisziplinen unterteilt werden.

Goldene Biotechnologie (Bioinformatik)

Die Bioinformatik, auch Computerbiologie genannt, befasst sich mit der Gewinnung, Speicherung, Analyse und Aufteilung biologischer Informationen, insbesondere von DNA- und Aminosäuresequenzen. Sie geht biologische Probleme mit Hilfe von Computertechniken an und ermöglicht eine wesentlich schnellere Organisation.

Rote Biotechnologie (Biopharma)

Sie ist für die Entwicklung neuer Arzneimittel und Veterinärprodukte zuständig. Nach Angaben der Biotechnology Innovation Organisation (BIO) ist sie für die Entwicklung von mehr als 250 Impfstoffen und Arzneimitteln wie Antibiotika, molekulare Diagnosetechniken, regenerative Therapien und die Herstellung von künstlichen Organen verantwortlich.

Weiße Biotechnologie

Sie konzentriert sich auf die industrielle Seite, um Prozesse und Produkte energieeffizienter zu gestalten und zu verbessern, sowie auf die Entwicklung umweltfreundlicherer und ressourceneffizienter Biokraftstoffe. Ziel ist es, Technologien zu schaffen, die zur Entwicklung einer effizienteren und nachhaltigeren Industrie beitragen, die die traditionelle Industrie übertreffen kann.

Graue Biotechnologie

Sie steht im Zusammenhang mit Umweltanwendungen zur Erhaltung der biologischen Vielfalt und zur Wiederherstellung verschmutzter natürlicher Ökosysteme, wobei Mikroorganismen und Pflanzen eingesetzt werden, um möglichst viele Stoffe wie Schwermetalle und Kohlenwasserstoffe zu entfernen. Mit anderen Worten: mit Hilfe von Bioremediationsverfahren.

Gelbe Biotechnologie

Sie befasst sich mit der Lebensmittelproduktion, zum Beispiel mit der Herstellung von Wein, Bier oder Käse durch Gärung. Aber das ist nicht die einzige Anwendung, denn es wird auch untersucht, wie man gesättigte Fette in Produkten reduzieren und eine gesündere Ernährung erreichen kann.

Grüne Biotechnologie

Sie befasst sich mit der Landwirtschaft und landwirtschaftlichen Prozessen wie der Herstellung von schädlingsresistenten Pflanzen, krankheitsresistenten Tieren, Biopestiziden und Biodüngern, die die Pflanzen vor Mikroorganismen und klimatischen Ereignissen wie Trockenheit und Frost schützen. All dies mit einer umweltfreundlichen Entwicklung.

Blaue Biotechnologie

Wie der Name schon sagt, basiert sie auf der Nutzung mariner und aquatischer Ressourcen zur Entwicklung von Produkten und Anwendungen in den Bereichen Aquakultur, Kosmetik und Gesundheit. Ein Beispiel ist die Bekämpfung der Vermehrung von Schadorganismen im Wasser, aber auch die Gewinnung von Biokraftstoffen aus bestimmten Mikroalgen.

Purpurrote Biotechnologie

Sie ist wahrscheinlich am wenigsten bekannt, da sie sich mit rechtlichen, ethischen und philosophischen Fragen und der Einhaltung von Vorschriften im Bereich der Biotechnologie befasst.

Dunkle Biotechnologie

Dies ist die gefährlichste, da sie mit biologischen Waffen oder Bioterrorismus in Verbindung gebracht wird. Sie steht im Zusammenhang mit der biologischen Kriegsführung, bei der Mikroorganismen und Toxine eingesetzt werden, um Krankheiten und Tod bei Lebewesen, seien es Menschen, Tiere oder Nutzpflanzen, zu verursachen.

Biotech-Anwendungen und Beispiele

Wie bereits erwähnt, sind die Anwendungsmöglichkeiten der Biotechnologie endlos und werden sich noch weiter ausbreiten. In den letzten Monaten hat sie entscheidend dazu beigetragen, das Genom des COVID-19-Virus zu entschlüsseln und zu verstehen, wie die Abwehrmechanismen unseres Körpers gegen Infektionserreger funktionieren.

Sie wird daher eine entscheidende Rolle bei der Heilung und Vorbeugung künftiger Krankheiten spielen, aber das sind nicht die einzigen Anwendungen. Dies sind einige der Bereiche, in denen sie am stärksten präsent und wichtig ist:

Medizin

Die medizinische Biotechnologie ist die Nutzung lebender Zellen und anderer zellulärer Materialien zur Verbesserung der menschlichen Gesundheit. Sie wird in erster Linie eingesetzt, um Heilmittel zu finden, Krankheiten zu beseitigen und zu verhindern. Sie dient dem Verständnis von Krankheitserregern und der Biologie menschlicher Zellen sowie dem Studium von Bakterien, Pflanzen- und Tierzellen mit dem Ziel, die menschliche Gesundheit zu erhalten.

Dabei geht es vor allem um die Erforschung der DNA, um herauszufinden, wie das Erbgut von Zellen manipuliert werden kann, um die Produktion nützlicher Eigenschaften zu steigern, die für den Menschen von Nutzen sein könnten, z. B. neue Medikamente und Behandlungen. Die häufigsten Beispiele sind:

• Impfstoffe und Medikamente
• Molekulare Diagnostik
• Insulin-Genetik
• Gentherapie

Industrie

Die Anwendung moderner molekularbiologischer Techniken verbessert die Effizienz und reduziert die vielfältigen Umweltauswirkungen industrieller Prozesse, einschließlich der chemischen Produktion und der Textilindustrie. Sie umfasst die Verwendung von Zellen von Mikroorganismen oder Zellbestandteilen wie Enzymen zur Herstellung von Produkten in industriell nützlichen Bereichen wie Lebens- und Futtermitteln, Chemikalien, Waschmitteln, Papier und Textilien. ….

Bald könnte es selbstheilenden Beton geben, Pflanzen, die ihre Farbe ändern, wenn sie einen Sprengstoff entdecken, Kleidung und Schuhe aus synthetischen Spinnennetzen usw.

• Biokatalysatoren
• Resistente Fasern wie Spinnennetze
• Hightech-Ausrüstungsgewebe
• Fermentation

Landwirtschaft

Der technologische Fortschritt hat auch das traditionelle Landwirtschaftsmodell erreicht, und es gibt Bestrebungen, auf gentechnisch veränderte Pflanzen als Alternative umzusteigen. Dadurch können auf den Feldern maximale Erträge erzielt und der Einsatz von Düngemitteln und Chemikalien minimiert werden, so dass keine schädlichen Auswirkungen auf die Umwelt entstehen.

Die Pflanzen sind toleranter gegenüber abiotischen Stressfaktoren (Kälte, Trockenheit, Salz, Hitze), weniger abhängig von chemischen Pestiziden, geringere Nachernteverluste, verbesserter Nährwert der Produkte… Einige Beispiele sind die folgenden:

• Alternative landwirtschaftliche Betriebe
• Genetisch veränderte Pflanzen und Tiere
• Schädlingsresistente Pflanzen
• Biopestizide und Biopestizide
• Pestizide
• Biopestizide und Biodünger

Nahrungsmittel

Bei all den Problemen der Unterernährung oder der Ernährungsprobleme, die es in der Welt gibt, hilft die Biotechnologie bei der Zuführung von Nährstoffen in die Nahrung in den extremsten Situationen. Ein Beispiel für diese Anwendung ist die Herstellung von Goldenem Reis, bei der Reis mit Beta-Carotin versetzt wird und schneller synthetisiert werden kann.

Die gebräuchlichsten Beispiele:

• Nahrungsmittelverarbeitung
• Nahrungsergänzungsmittel

Umwelt

Die Umweltbiotechnologie ist eine Technologie, die bei der Abfallbehandlung und der Vermeidung von Umweltverschmutzung eingesetzt wird. Sie kann viele Abfälle im Vergleich zu konventionellen Methoden effizienter reinigen und unsere Abhängigkeit von landgestützten Entsorgungsmethoden deutlich verringern. Dazu werden Nährstoffe zugeführt, um die Aktivität von Bakterien zu stimulieren, die bereits im Boden einer Deponie vorhanden sind, oder um dem Boden neue Bakterien hinzuzufügen. Die Bakterien helfen bei der Verdauung der Abfälle direkt vor Ort und wandeln sie in unschädliche Nebenprodukte um.

Bioremediationsverfahren, die für die ökologische Sanierung nützlich sind, nutzen die katabolischen Eigenschaften von Mikroorganismen, Pilzen, Pflanzen und Enzymen zur Wiederherstellung kontaminierter Ökosysteme. Beispiele hierfür sind:

• Biokraftstoffe
• Biosanierungsabfälle
• Protease-Detergenzien
• Proteasen