Биотехнология – это отрасль науки, сочетающая в себе черты как биологии, так и техники. Биотехнология изучает пути изменения окружающей среды в связи с потребностями человека. Биотехнологии – это методы получения полезных для человека продуктов с помощью биологических агентов.

   Введение 

   Биологические  технологии (биотехнологии) обеспечивают  управляемое получение полезных  продуктов для различных сфер  человеческой

деятельности. Эти  технологии базируются на использовании  каталитического потенциала различных биологических агентов и систем – микроор-

ганизмов, вирусов, растительных и животных клеток и  тканей, а также внеклеточных веществ и компонентов клеток. В настоящее время разра-

ботка и освоение биотехнологии занимают важное место  в деятельности практически всех стран. Достижение превосходства в биотехнологии яв-

ляется одной  их центральных задач в экономической  политике развитых стран. Лидерами биотехнологии являются сегодня США и Япония, нако-

пившие многолетний  опыт биотехнологий для сельского хозяйства, фармацевтической, пищевой и химической промышленности. Прочное поло-

жение в производстве ферментных препаратов, аминокислот, белка, медикаментов занимают страны Западной Европы (ФРГ, Франция, Великобритания), а также Россия. Эти страны характеризуются мощным потенциалом новой техники и технологии, интенсивными фундаментальными и прикладными исследованиями в различных областях биотехнологии. Определить сегодня, что же такое биотехнология, весьма не просто. Вместе с тем, само появление этого термина в нашем словаре глубоко символично. Оно отражает мнение, что применение биотехнологических материалов и принципов в ближайшие годы радикально изменит многие отрасли промышленности и само человеческое общество. Интерес к этой науке и темпы ее развития в последние годы растут очень быстро.    Человек использовал биотехнологию многие тысячи лет: люди занимались пивоварением, пекли хлеб, получали кисломолочные продукты, применяли ферментации для получения лекарственных веществ и переработки отходов. Но только новейшие методы биотехнологии, включая методы генетической инженерии, основанные на работе с рекомбинантными ДНК, привели к «биотехнологическому буму», свидетелями которого являемся мы в настоящее время. Новейшие технологии генетической инженерии позволяют существенно усовершенствовать традиционные биотехнологические процессы, а также получать принципиально новыми, ранеенедоступными способами разнообразные ценные продукты.   Развитие и преобразование биотехнологии обусловлено глубокими переменами, происшедшими в биологии в течение последних 25–30 лет. Основу этих событий составили новые представления в области наследственности и методические усовершенствования, которые приблизили человечество к познанию превращений ее материального субстрата и проложили дорогу новейшим промышленным процессам. Помимо этого, ряд важнейших открытий в других областях также повлиял на развитие биотехнологии (см. таблицу).   Генетическая инженерия существует немногим более 20 лет. Она бле-

стяще раскрыла свои возможности в области прокариотических организмов. Однако новые технологии, применяемые к высшим растениям и животным, пока не столь значительны. Попытки применения приемов генетической инженерии к высшим растениям и животным сталкиваются с огромными трудностями, обусловленными как несовершенством наших знаний по генетике эукариот, так и сложностью организации высших организмов.   Использование научных достижений и практические успехи биотехнологии тесно связаны с фундаментальными исследованиями и реализуется на самом высоком уровне современной науки. В этом плане нельзя не отметить удивительную научную многоликость биотехнологии: ее развитие и достижения теснейшим образом связаны и зависят от комплекса знаний не только наук биологического профиля, но также и многих других (см. рисунок).    Сегодня биотехнология стремительно выдвинулась на передние позиции научно-технического прогресса. Фундаментальные исследования жизненных явлений на клеточном и молекулярном уровнях привели к появлению принципиально новых технологий и получению новых продуктов. Традиционные биотехнологические процессы, основанные на брожении, дополняются новыми эффективными процессами получения белков, аминокислот, антибиотиков, ферментов, витаминов, органических кислот и др. Наступила эра новейшей биотехнологии, связанная с получением вакцин, гормонов, интерферонов и др. Важнейшими задачами, стоящими перед биотехнологией сегодня, являются: повышение продуктивности сельскохозяйственных растительных культур и животных, создание новых

пород культивируемых в сельском хозяйстве видов, защита окружающей среды и утилизация отходов, создание новых экологически чистых про-

цессов преобразования энергии и получения минеральных  ресурсов.   Характеризуя перспективы  и роль биотехнологии в человеческом об-

ществе, уместно  прибегнуть к высказыванию на одном из Симпозиумов по биотехнологии японского профессора К. Сакагучи, который говорил

следующее: «... ищите  все, что пожелаете, у микроорганизмов, и они не подведут вас... Изучение и применение в промышленности культур клеток

млекопитающих и растений, иммобилизация не только одноклеточных, но и клеток многоклеточных организмов, развитие энзимологии, генетической инженерии, вмешательство в сложный и недостаточно изученный наследственный аппарат растений и животных все больше расширят области применения существующих направлений биотехнологии и создадут принципиально новые направления».

  Биотехнология

21 век является  столетием биологических наук. Эти  науки решительным образом способствуют  пониманию живых организмов и  экологических систем. Это открывает  неожиданные возможности в разъяснении  заболеваний и обнаруживает новые  способы лечения. Германия и Россия уже 16 лет тому назад увидели и осознали научный потенциал в этой области и разработали совместные проекты, прежде всего, в биосенсорике, нейробиологии и биотехнологии защиты окружающей среды. Уже существующие сотрудничества в областях геномных исследований и исследования протеома, биоинформатики, исследования по биологической безопасности, нанобиотехнологии и биоэтики должны расширяться

 Основополагающие  новые достижения и знания, успехи и прогресс в технологиях, к ним  относящихся, и их широкое использование в исследованиях в здравоохранении, исследованиях окружающей среды и в области питания будут иметь дальнодействующие воздействия на медицинское обеспечение, освоение и управление опасностями для окружающей среды и на нашу общественную жизнь в целом.

  Ключевые  пункты

 Ключевые  пункты Федерального правительства  по стимулированию биотехнологических исследований основываются на стратегии  высокоразвитой технологии.

 Между тем  биотехнология является отправным  пунктом и двигателем для многочисленных использований в медицине, пищевой и комбикормовой промышленностях, а также в химической промышленности. Она используется в различных областях, начиная с производства медикаментов через новые диагностические программы и программы терапии, изготовление тонких химикалий вплоть до технологий по очистке сточных вод и получения энергии из биомассы. Почти 500 биотехнологических предприятий уже разместилось в Германии, больше чем в каком-либо другом европейском государстве. Федеральное правительство преследует своей целью сделать Германию ведущим и руководящим местом в области биотехнологии в европейском масштабе не только в отношении количества предприятий, но и также относительно показателей товарооборота и численности занятых работников. Оно стремится идентифицировать и ликвидировать факторы, тормозящие рост.

 Чтобы расширить  научные основы биотехнологии, существуют три центральные области исследований:

• Геномное исследование: Оно анализирует генетические планы строения микроорганизмов, растений и животных вплоть до человека.
• Системная биология: Она стремится к количественному пониманию динамических жизненных процессов посредством моделирования этих процессов на компьютере.
• Молекулярная медицина: Она выясняет молекулярные основы человеческих заболеваний.

 Поддержка и  стимулирование направлений научных  исследований, близких фундаментальным, должны открывать новые потенциалы внедрения инноваций и создания стоимости в сферах деятельности и отраслях - химии, пищевой промышленности, сельском хозяйстве, медицине, а также – через медико-биологические науки – информационных технологиях.

 Должны открываться  и осваиваться новые ключевые поля, такие как промышленная «белая»  биотехнология и нанобиотехнология

 Промышленная «белая» биотехнология  
Биотехнология приводит к новым, пригодным в промышленности, продуктам и делает промышленные процессы процессами, не наносящими ущерба окружающей среде. Таким образом, исследователи работают, например, над разработкой экологически безвредных биохимикалий, базирующихся на биологии материалах для замены синтетических материалов, тонких и специальных химикалий, а также ферментов для превращения вещества не только в моющих средствах. Научные сотрудники медико-биологически x наук и инженеры работают в тесном сотрудничестве с целью промышленного использования биологических систем. Федеральное Министерство образования и науки Федеративной Республики Германии(BMBF) создало инициативу стимулирования „Биопромышленность 2021“ с тем, чтобы в этой новой области биотехнологии Германия также играла ведущую роль.

 Нанобиотехнология  
В ходе миниатюризации сформировалась нанобиотехнология на границе пересечений между биотехнологией и нанотехнологией. Она создает мост между органической и неорганической природой и форсирует последовательное объединение в сеть биотехнологии и нанотехнологии в обоих исследовательских направлениях. Федеральное Министерство образования и науки Федеративной Республики Германии (BMBF) посредством инициативы стимулирования „Нанобиотехнологии“ поддерживает исследование в этой области.

Строительство дорог с помощью нанотехнологий

«Вместо щебня — полимерцементогрунт!» 
 
На этой неделе в Тюмени была представлена новая уникальная технология для дорожного строительства. Участие в презентации принимали представители областного правительства, администрации города, руководители крупных предприятий. Им было предложено возводить дороги с помощью… нанотехнологий. 
 
Научными исследованиями способов укрепления грунта в мире занялись еще в конце XIX века. В 30-е годы XX века сформировалась теоретическая база данного направления, вскоре появились первые дороги, взлетные аэродромные полосы. В XXI веке на помощь пришли нанотехнологии, о необходимости развития которых в последние годы часто повторяют на самом высоком уровне. 
 
В основе новой технологии лежит применение цементно-грунтовых смесей со специальными добавками-пластификаторами на основе ренолита.  
Добавка легко растворяется в воде, не токсична, а физико-химические процессы при ее использовании происходят на молекулярном уровне. 
 
Полученный «на выходе» полимерцементогрунт с успехом заменяет привычные щебеночные покрытия. Кроме того, значительно уменьшается стоимость дорожных работ. Да и укладывать полотно можно при низкой температуре воздуха — до минус 10 градусов. А главное, благодаря новому покрытию сами дороги станут служить намного дольше и о «ямочном» ремонте можно будет забыть.  
 
В 2007 году данная технология уже использовалась в Тюменской области при строительстве участка автодороги Сорокино — Знаменщиково протяженностью 1 тысяча метров. Еще одним экспериментальным объектом является территория нового завода компании «Бенат». А главные «полевые испытания» полимерцементогрунта состоялись в Москве, на полигоне МАДИ, при участии представителей Министерства транспорта Российской Федерации и правительства Москвы. 
 
Кстати, вот какое мнение о данной технологии высказал в интервью «Российской газете» министр транспорта РФ Игорь Левитин:  
Уже оборудован опытный участок дороги (имеется в виду Тюменская область. — Д.Н.). Теперь будем смотреть, как он себя поведет. Технология действительно очень перспективная. И с ее помощью можно неплохо сэкономить на строительстве и содержании дорог. Кстати, в СССР была такая технология, но ее у нас «одолжили» за границей. А теперь мы ее воспринимаем как необыкновенное чудо. Это говорит о нашем небрежном отношении к собственным научным разработкам. 
 
Дмитрий НЕВОЛИН