생명공학

Biotechnology
그 외의 용도는, 「바이오 테크놀로지」(동음이의)를 참조해 주세요.
조직 배양에서 자란 세포로 시작된 장미 식물

생명공학은 "제품과 서비스에 대한 [1]유기체, 세포, 그 일부 및 분자유사체의 응용을 달성하기 위해 자연과학 및 공학 과학의 통합"이다.생명공학이라는 용어는 1919년 [2]카롤리 에레키에 의해 처음 사용되었는데, 이는 생물의 도움을 받아 원료로부터 제품을 생산하는 것을 의미한다.

정의.

시리즈의 일부
생물학
DNA simple.svg
생명과학
주요 컴포넌트
나뭇가지
조사.
적용들

생명공학의 개념은 인위적인 선택과 교배를 통한 육종 프로그램을 통해 생물체를 인간의 목적에 맞게 수정하는 과정, 동물의 가축화, 식물의 재배, 그리고 생물에 대한 '개량'을 폭넓게 포함한다.현대의 사용법에는 유전자 공학뿐만 아니라 세포 및 [3]조직 배양 기술도 포함됩니다.미국화학회(American Chemical Society)는 생명공학을 생명과학에 대해 배우고 의약품, 농작물,[4] 가축과 같은 물질과 유기체의 가치를 향상시키기 위해 다양한 산업에 의해 생물 유기체, 시스템 또는 과정을 적용하는 것을 말한다.유럽생명공학연맹에 따르면 생명공학은 자연과학 및 생물, 세포, 그 일부 및 제품과 서비스의 [5]분자유사체의 통합이다.생명공학은 기초생물과학(분자생물학, 생화학, 세포생물학, 배아학, 유전학, 미생물학 등)에 기초해 생물학 기초연구를 지원하고 수행하는 방법을 제공한다.

생명공학은 생물공학을 이용하여 생물과 바이오매스의 모든 원천에서 고부가가치 제품을 계획할 수 있는 (예를 들어 생합성에 의해 재생산됨) 생물공학을 통해 탐사, 추출, 착취 및 생산을 위해 실험실에서 이루어지는 연구 개발이다., 제작한 지속 가능한 작전(R및 깊이를 알 수 없는 초기 투자에서 돌아오는;D에)고 얻는 내구 특허 권리의 목적라고 했잖아요 독점권이 판매(권한과 이에 앞서 동물 실험과 인간 실험에 결과를 통해 국내 및 국제적 승인을 받은, 특히에 판매한 Eloped. 그의약품 부문)[6][7][8]을 통해 검출되지 않은 부작용이나 안전상의 문제를 방지할 수 있습니다.인간의 삶을 개선할 것으로 예상되는 제품을 생산하기 위해 생물학적 과정, 유기체 또는 시스템을 이용하는 것을 생명공학이라고 [9]한다.

이와는 대조적으로, 생물 공학은 일반적으로 생물과 상호 작용하고 이용하기 위해 더 높은 시스템 접근법(생체 물질의 직접 변경이나 사용은 아님)을 강조하는 관련 분야로 간주됩니다.생명공학은 공학과 자연과학의 원리를 조직, 세포, 분자에 적용하는 것이다.이것은 식물과 [10]동물의 기능을 향상시킬 수 있는 결과를 얻기 위해 생물학과 함께 일하고 조작하는 것으로부터의 지식의 사용으로 간주될 수 있다.이와 관련, 바이오메디컬 엔지니어링은 (다양한 정의에 의해) 생명공학, 특히 조직공학, 바이오제약공학, 유전공학 등 바이오메디컬 또는 화학공학의 특정 하위분야에서 종종 활용되고 응용되는 중복된 분야이다.

역사

양조는 생명공학의 초기 응용이었다.
주요 기사:생명공학의 역사

일반적으로 가장 먼저 떠오르는 것은 아니지만, 많은 형태의 인간 유래 농업은 "제품을 만들기 위해 생명공학 시스템을 이용하는 것"이라는 넓은 정의에 분명히 들어맞는다.사실, 식물의 재배는 최초의 생명공학 사업이라고 볼 수 있다.

농업은 신석기 혁명 이후 식량 생산의 지배적인 방법이 되었다고 이론화 되어 왔다.초기 생명공학을 통해, 초기 농부들은 증가하는 인구를 부양하기에 충분한 식량을 생산하기 위해 수확량이 가장 높은 가장 적합한 작물을 선택하고 재배했다.농작물과 밭이 점점 더 크고 유지하기가 어려워지면서, 특정 생물과 그 부산물이 효과적으로 비료를 주고, 질소를 회복시키고, 해충을 억제할 수 있다는 것이 밝혀졌다.농업의 역사를 통해, 농부들은 작물을 새로운 환경에 도입하고 다른 식물과 함께 사육함으로써 의도치 않게 작물의 유전학을 변화시켜 왔습니다. 이것은 생명공학의 [clarification needed]첫 번째 형태 중 하나입니다.

이러한 과정은 [11]맥주의 초기 발효에도 포함되었다.이러한 과정은 초기 메소포타미아, 이집트, 중국, 인도에 도입되었으며, 여전히 기본적인 생물학적 방법을 사용하고 있다.양조 시, 맥아 알갱이(효소를 함유한)는 곡물의 전분을 설탕으로 바꾼 다음 맥주를 만들기 위해 특정 효모를 첨가합니다.이 과정에서 곡물의 탄수화물은 에탄올과 같은 알코올로 분해되었습니다.나중에, 다른 문화들은 젖산 발효 과정을 만들어냈고, 이것은 간장과 같은 다른 보존된 음식을 생산했다.발효는 또한 이 시기에 발효된 빵을 생산하기 위해 사용되었다.비록 발효 과정이 1857년 루이 파스퇴르의 연구 때까지 완전히 이해되지 않았지만, 식품 자원을 다른 형태로 바꾸는 것은 여전히 생명공학의 첫 번째 사용이다.

찰스 다윈의 연구와 삶이 있기 전에, 동물과 식물 과학자들은 이미 선택적 교배를 사용했다.다윈은 과학이 종을 변화시키는 능력에 대한 그의 과학적 관찰을 통해 그 작업에 추가했다.이 설명들은 다윈의 자연 [12]선택 이론에 기여했다.

수천 년 동안, 인간은 선택적 번식을 통해 농작물과 가축을 식량으로 사용하기 위해 생산량을 향상시켜 왔다.선택적 교배에서는 바람직한 특성을 가진 유기체를 교배시켜 동일한 특성을 가진 자손을 낳는다.예를 들어,[13] 이 기술은 가장 크고 달콤한 농작물을 생산하기 위해 옥수수와 함께 사용되었다.

20세기 초에 과학자들은 미생물학을 더 많이 이해하고 특정 제품을 만드는 방법을 탐구했다.1917년, Chaim Weizmann은 제1차 [14]세계대전 동안 영국이 폭발물 제조에 절실히 필요했던 아세톤을 생산하기 위해 Clostridium acetobutylicum을 사용하여 옥수수 전분을 제조하는 산업 공정에서 순수한 미생물 배양물을 처음으로 사용했습니다.

생명공학은 또한 항생제 개발로 이어졌다.1928년 알렉산더 플레밍은 페니실륨이라는 곰팡이를 발견했다.그의 연구는 하워드 플로레이, 에른스트 보리스 체인, 노먼 히틀리에 의해 곰팡이에 의해 형성된 항생제 화합물을 정제하여 오늘날 우리가 페니실린이라고 알고 있는 것을 형성하도록 이끌었다.1940년,[13] 페니실린은 인간의 박테리아 감염을 치료하기 위해 약용으로 사용할 수 있게 되었다.

현대 생명공학 분야는 일반적으로 1971년 폴 버그의 유전자 접합 실험이 초기에 성공했을 때 탄생한 것으로 여겨진다.허버트 W. 보이어(유니브).캘리포니아 샌프란시스코)와 스탠리 N. 코헨(스탠포드)은 1972년 유전자 물질을 박테리아에 이식해 수입된 물질이 재생산되도록 함으로써 신기술을 크게 발전시켰다.1980년 6월 16일 미국 대법원이 유전자 조작 미생물이 다이아몬드 대 차크라바티 [15]소송에서 특허를 받을 수 있다고 판결하면서 생명공학 산업의 상업적 생존 가능성은 크게 확대되었다.제너럴 일렉트릭(GE)에서 일하는 인도 태생의 아난다 차크라바티는 원유를 분해할 수 있는 박테리아(Pseudomonas속)를 수정했다(Chakrabarty의 작업은 유전자 조작이 아니라 오히려 Pseudomonas 박테리아 균주 간의 전체 오르간 이동을 포함했다).

MOSFET(금속 산화물 반도체 전계효과 트랜지스터)는 모하메드 M에 의해 발명되었다. 1959년 [16]아탈라와 다원캉.2년 후, 릴랜드 C. Clark와 Champ Lyons는 [17][18]1962년에 최초의 바이오센서를 발명했다.바이오센서 MOSFET는 나중에 개발되어 물리, 화학, 생물학적,[19] 환경적 파라미터를 측정하는 데 널리 사용되고 있다.최초의 바이오펫은 1970년 [20][21]피에트 버그벨드에 의해 발명된 이온 민감 전계효과 트랜지스터(ISFET)였다.금속 게이트가 이온 [19]감응막, 전해액 및 기준 [22]전극으로 대체되는 특수한 유형의 MOSFET입니다.ISFET는 DNA 교배 검출, 혈액에서 바이오마커 검출, 항체 검출, 포도당 측정, pH 센싱 및 유전자 [22]기술과 같은 생물의학 응용 분야에서 널리 사용됩니다.

1980년대 중반까지 가스 센서 FET(GASFET), 압력 센서 FET(PRESSFET), 화학 전계 효과 트랜지스터(ChemFET), 기준 ISFET(REFET), 효소 변형 FET(ENFET) 및 면역학적으로 수정된 FET(IMFET)[19]를 포함한 다른 바이오 FET가 개발되었습니다.2000년대 초까지 DNA 전계효과 트랜지스터(DNAFET), 유전자변형 FET(GenFET), 세포전위 바이오FET(CPFET) 등의 바이오FET가 [22]개발됐다.

생명공학 분야의 성공에 영향을 미치는 요인은 세계적으로 지적재산권 법제화 및 집행 개선과 고령화되고 병든 미국 [23]인구에 대응하기 위한 의약품 및 의약품에 대한 수요 증가입니다.

에너지부는 에탄올 사용이 2030년까지 미국의 석유 유래 연료 소비를 최대 30%까지 줄일 수 있을 것으로 예상하면서 바이오 연료에 대한 수요 증가는 생명공학 분야에 좋은 소식이 될 것으로 예상된다.생명공학 부문은 미국 농업이 해충과 가뭄에 견디는 유전자 변형 종자를 개발함으로써 바이오 연료의 주요 공급물인 옥수수와 콩의 공급을 빠르게 늘릴 수 있도록 했다.농업 생산성을 높임으로써, 바이오 테크놀로지는 바이오 [24]연료 생산을 증가시킨다.

예

생명공학은 의료(의료), 농작물 생산 및 농업, 농작물 및 기타 제품의 비식품(산업) 용도(생분해성 플라스틱, 식물성 기름, 바이오 연료), 환경 용도 등 4가지 주요 산업 분야에 응용된다.

예를 들어, 바이오 테크놀로지의 응용 분야 중 하나는 유기농 제품의 제조에 미생물을 직접 사용하는 것이다(맥주와 유제품 등).또 다른 예는 광업계에서 자연적으로 존재하는 박테리아를 바이오 침출에 사용하는 것이다.바이오테크놀로지는 재활용, 폐기물 처리, 산업활동으로 오염된 현장 정화(생물매개) 및 생물무기 생산에도 사용된다.

생명공학의 여러 분야를 식별하기 위해 일련의 파생어들이 만들어졌습니다. 예를 들어 다음과 같습니다.

  • 생물정보학('골드 바이오테크놀로지'라고도 함)은 컴퓨터 기술을 사용하여 생물학적 문제를 해결하고 생물학적 데이터의 빠른 조직화와 분석을 가능하게 하는 학문 간 분야이다.이 분야는 컴퓨터 생물학이라고도 하며, "분자의 관점에서 생물학을 개념화한 후 이러한 분자와 관련된 정보를 대규모로 이해하고 정리하기 위해 정보학 기술을 적용한다"[25]고 정의할 수 있다.생체정보학은 기능유전체학, 구조유전체학, 프로테오믹스 등 다양한 분야에서 중요한 역할을 하며 생명공학 [26]및 제약분야의 핵심요소를 형성한다.
  • 블루바이오테크놀로지는 해양자원을 이용하여 제품과 산업용도를 [27]창출하는 것에 기초하고 있다.이 바이오 테크놀로지의 부문은 주로 [27][28]광합성 미세조류를 가진 바이오 오일의 생산에서 정제 및 연소 산업에 가장 많이 사용됩니다.
  • 녹색 생명공학은 농업 공정에 응용되는 생명공학이다.예를 들어, 미세 증식을 통한 식물의 선택과 가축화가 있을 것이다.또 다른 예는 화학물질이 존재하는(또는 존재하지 않는) 특정 환경에서 성장하기 위한 트랜스제닉 플랜트의 설계이다.한 가지 희망은 녹색 생명공학이 전통적인 산업 농업보다 더 환경 친화적인 해결책을 만들어 낼 수 있다는 것이다.그 예로는 농약을 배합하기 위한 공장의 엔지니어링을 들 수 있으며, 이로 인해 농약의 외부 도포의 필요성이 사라진다.이것의 예로는 BT옥수수가 있다.이와 같은 녹색 생명공학 제품이 궁극적으로 더 친환경적인지 아닌지는 상당한 [27]논쟁의 주제이다.그것은 일반적으로 녹색 혁명의 다음 단계로 여겨지는데, 이것은 생물과 비생물적 스트레스, 식물에 대한 보다 비옥하고 내성이 있는 생산, 그리고 환경 친화적인 비료의 적용과 생물 농약의 사용을 보장하는 기술을 사용함으로써 세계의 굶주림을 근절하는 것으로 보여진다.농업의 발전에 초점을 [27]맞췄다.한편, 친환경 바이오 테크놀로지의 사용 중 일부는 쓰레기를 [29][27]청소하고 줄이기 위한 미생물과 관련이 있다.
  • 레드 바이오테크놀로지는 의료 및 제약산업에서의 바이오테크놀로지의 활용과 건강보전이다.[27]이 부문은 백신과 항생제의 생산, 재생 치료, 인공 장기 생성 및 새로운 [27]질병 진단을 포함한다.또한 호르몬, 줄기세포, 항체, siRNA 및 [27]진단 테스트의 개발.
  • 산업 생명공학으로도 알려진 백색 생명공학은 산업 공정에 응용된다.예를 들어 유용한 화학물질을 생산하기 위한 유기체의 설계이다.또 다른 예는 효소를 산업용 촉매로 사용하여 귀중한 화학물질을 생산하거나 유해/오염 화학물질을 파괴하는 것입니다.백색 생명공학은 산업재 [30][31]생산에 사용되는 전통적인 공정보다 자원을 덜 소비하는 경향이 있다.
  • '황색생명공학'은 식품생산(식품산업)에서 생명공학을 사용하는 것을 말한다. 예를 들어 와인(와인), 치즈(치즈메이킹), 맥주(양조)를 [27]발효시켜 만드는 것이다.곤충에 적용되는 생명공학을 지칭하는 데에도 사용되어 왔다.여기에는 유해 곤충 방제를 위한 생명공학 기반 접근법, 연구를 위한 곤충의 활성 성분 또는 유전자의 특성화 및 활용, 농업 및 의학 및 기타 다양한 [32]접근법이 포함된다.
  • 회색 생명공학은 환경 응용에 전념하고 생물 다양성의 유지와 오염물질의 [27]이동에 초점을 맞추고 있습니다.
  • 갈색 생명공학은 건조한 땅과 사막의 관리와 관련이 있다.한 가지 적용은 혁신, 농업 기술의 창조 및 [27]자원 관리와 관련된 건조한 지역의 극단적인 환경 조건에 저항하는 향상된 종자 생성이다.
  • 바이올렛 생명공학은 생명공학과 [27]관련된 법률, 윤리 및 철학적 문제와 관련되어 있습니다.
  • 다크바이오테크놀로지는 생물 테러주의나 생물 무기와 관련된 색이며 미생물, 독소를 사용하여 사람, 가축, [33][27]농작물에 질병과 죽음을 야기하는 생물과 관련된 색이다.

약

의학에서, 현대 생명공학은 의약품의 발견과 생산, 약리유전학, 유전자 검사(또는 유전자 검사)와 같은 분야에서 많은 응용 분야를 가지고 있다.

DNA 마이크로어레이 칩– 한 번에 100만 건까지 혈액검사를 할 수 있는 것도 있습니다.

약리유전체학(약리학과 유전체학의 합성어)은 유전자 구성이 [34]약물에 대한 개인의 반응에 어떤 영향을 미치는지 분석하는 기술이다.이 분야 연구진은 유전자 발현이나 단핵 다형성을 약물의 [35]효능이나 독성과 연관시켜 환자의 약물 반응에 대한 유전자 변이의 영향을 조사한다.약물유전학의 목적은 환자의 유전자형에 대한 약물치료를 최적화하여 최소한의 [36]부작용으로 최대의 효과를 보장하는 합리적인 방법을 개발하는 것이다.이러한 접근법은 약물과 약물의 조합이 개개인의 고유한 유전자 [37][38]구성에 최적화되는 "개인화된 약품"의 출현을 약속한다.

3중 대칭을 강조하는 인슐린 육량체, 아연 이온 및 아연 결합에 관여하는 히스티딘 잔류물의 컴퓨터 생성 이미지

바이오테크놀로지는 전통적인 소분자 의약품의 발견과 제조에 기여하고 있으며, 바이오테크놀로지의 산물인 바이오 의약품도 개발되고 있습니다.현대 생명공학은 기존 의약품을 비교적 쉽고 저렴하게 제조하는 데 사용될 수 있다.최초의 유전자 조작 제품은 인간의 질병을 치료하기 위해 고안된 의약품이었다.예를 들어 1978년 제넨텍은 대장균에 삽입된 플라스미드 벡터와 유전자를 결합함으로써 합성 인간화된 인슐린을 개발했다.당뇨병을 치료하는데 널리 사용되는 인슐린은 이전에 도축동물(소 또는 돼지)의 췌장에서 추출되었다.유전자 조작 박테리아는 비교적 [39][40]저렴한 비용으로 많은 양의 합성 인간 인슐린을 생산할 수 있다.생명공학은 또한 유전자 치료와 같은 새로운 치료법을 가능하게 했다.(예를 들어 인간 게놈 프로젝트를 통해) 생명공학의 기초과학에 대한 응용은 생물학에 대한 우리의 이해를 극적으로 향상시켰고, 정상 및 질병 생물학에 대한 과학적 지식이 증가함에 따라, 이전에 치료 불가능한 질병을 치료하기 위한 신약을 개발하는 능력도 [40]향상되었다.

유전자 검사는 유전 질환에 대한 취약성을 유전적으로 진단할 수 있도록 하며, 또한 아이의 부모(유전자 엄마, 아빠) 또는 일반적으로 사람의 조상을 판별하는 데 사용될 수 있습니다.염색체를 개별 유전자의 수준으로 연구하는 것 외에, 넓은 의미의 유전자 검사에는 유전 질환의 존재 가능성, 즉 유전 질환의 발생 위험 증가와 관련된 돌연변이 형태의 유전자에 대한 생화학 검사가 포함됩니다.유전자 검사는 염색체, 유전자 또는 [41]단백질의 변화를 식별한다.대부분의 경우 테스트는 유전적인 장애와 관련된 변화를 찾기 위해 사용됩니다.유전자 검사 결과는 의심되는 유전자 상태를 확인하거나 배제하거나 유전적인 장애가 발생하거나 유전될 가능성을 결정하는 데 도움을 줄 수 있다.2011년 현재 수백 개의 유전자 검사가 [42][43]사용되고 있다.유전자 검사는 윤리적 또는 심리적 문제를 일으킬 수 있기 때문에 유전자 검사는 종종 유전자 상담을 동반한다.

농업

유전자 조작 작물(GM 작물, "바이오텍 작물")은 농업에 사용되는 작물로, 유전자 공학적 기술로 DNA가 변형되었다.대부분의 경우, 주된 목적은 그 종에서 자연적으로 발생하지 않는 새로운 특성을 도입하는 것이다.생명공학 회사들은 도시 농업의 영양과 생존력을 향상시킴으로써 미래의 식량 안보에 기여할 수 있다.또한 지적재산권 보호는 농업 바이오 기술에 대한 민간 부문의 투자를 장려한다.

식용 작물의 예로는 특정 해충,[44] 질병,[45] 스트레스 환경 조건,[46] 화학 처리(예: 제초제에[47] 대한 내성), 부패 [48]감소 또는 [49]작물의 영양 프로필 개선이 포함된다.비식량 작물의 예로는 의약품,[50] 바이오 [51]연료 및 기타 산업적으로 유용한 [52]상품의 생산뿐만 아니라 생물 [53][54]조정도 포함된다.

농부들은 GM 기술을 널리 채택했다.1996년부터 2011년 사이에 GM 작물로 경작되는 토지의 총 표면적은 17,000 평방 킬로미터(4,200,000 에이커)에서 1,6002,000 킬로미터(3억9,500만 에이커)[55]로 94배 증가했습니다.2010년에 [55]전 세계 작물의 10%가 GM 작물로 심어졌다.2011년 현재 미국, 브라질, 아르헨티나, 인도, 캐나다, 중국, 파라과이, 파키스탄, 남아프리카공화국, 우루과이, 볼리비아, 호주, 필리핀, 미얀마, 부르키나파소, 멕시코, 스페인 [55]등 29개국 3억9500만 에이커(1억6000만 헥타르)에서 11종의 유전자 변형 작물이 상업적으로 재배되고 있다.

유전자 조작 식품은 유전자 공학의 방법으로 DNA에 특정한 변화를 가져온 유기체로부터 생산된 식품이다.이러한 기술은 새로운 작물 특성을 도입할 수 있을 뿐만 아니라 선택적인 사육과 돌연변이 [56]사육과 같은 방법들에 의해 이전에 제공되었던 것보다 훨씬 더 많은 식품 유전자 구조를 통제할 수 있게 해 주었다.유전자 변형 식품의 상업적 판매는 1994년 칼젠이 토마토 [57]숙성을 지연시킨 플라브르 사브르를 처음 판매했을 때 시작되었다.지금까지 대부분의 식품 유전자 변형은 주로 콩, 옥수수, 유채, 목화씨 기름과 같은 농부들의 수요가 많은 현금 작물에 초점을 맞추고 있다.이것들은 병원균과 제초제에 대한 저항성과 더 나은 영양분 프로파일을 위해 설계되었다.GM 가축도 실험적으로 개발되어 2013년 11월 [58]시중에 판매되는 것은 없었지만, 2015년 FDA는 최초의 GM 연어를 상업 생산 [59]및 소비용으로 승인했다.

현재 유전자 조작 작물에서 유래한 식품은 기존의 [64][65][66][67][68]식품보다 인간의 건강에 더 큰 위험을 초래하지 않지만,[69][70][71] 각 유전자 조작 식품은 도입 전에 케이스 바이 케이스(case by case)로 테스트해야 한다는 과학적 합의가[60][61][62][63] 있다.그럼에도 불구하고, 일반 대중들은 유전자 조작 식품이 [72][73][74][75]안전하다고 인식할 가능성이 과학자들보다 훨씬 적다.유전자 변형 식품의 법적, 규제적 지위는 국가에 따라 다르며, 일부 국가는 금지하거나 제한하고 있고,[76][77][78][79] 다른 국가는 규제 수준이 크게 다른 음식을 허용하고 있다.

유전자 변형 작물은 [80]또한 과도하게 사용되지 않더라도 많은 생태학적 이점을 제공한다.그러나 반대론자들은 환경에 대한 우려, 유전자 조작 작물로 생산된 식품이 안전한지, 세계의 식량 수요를 충족시키기 위해 유전자 조작 작물이 필요한지 여부, 그리고 이들 유기체가 지적재산권법의 적용을 받는다는 사실에 의해 제기된 경제적 우려 등을 이유로 유전자 조작 작물 자체에 반대해 왔다.

산업의

산업용 바이오테크놀로지(주로 유럽에서는 백색 바이오테크놀로지라고 알려져 있음)는 산업용 발효를 포함한 산업용 바이오테크놀로지의 응용이다.화학, 식품 및 사료, 세제, 종이 및 펄프, 섬유 및 바이오 [81]연료와 같은 분야에서 산업적으로 유용한 제품을 생산하기 위해 미생물 등의 세포 또는 효소와 같은 세포의 구성요소를 사용하는 관행을 포함한다.최근 수십 년 동안 산업용 바이오 테크놀로지의 응용 분야 다양성과 경제성을 향상시키는 유전자 변형 유기체(GMO)를 만드는 데 상당한 진전이 이루어졌습니다.재생 가능한 원료를 사용해 다양한 화학물질과 연료를 생산함으로써, 산업 바이오 테크놀로지는 온실가스 배출량을 줄이고 석유화학 [82]기반 경제에서 벗어나기 위해 적극적으로 발전하고 있다.

합성생물학은 제조업 분야에 대한 재정적이고 지속 가능한 기여로 인해 산업생명공학에서 필수적인 초석 중 하나로 여겨진다.생물공학과 합성생물학은 화석 대신 바이오 기반 [83]생산을 통해 자연친화적 기능을 갖춘 비용 효율이 높은 제품을 만드는 데 중요한 역할을 한다.합성 생물학은 의약품과 바이오 [84]연료의 바이오 생산과 같은 바이오 기반 제품을 생산하는 능력을 강화하기 위해 게놈 편집 도구를 사용하여 대장균과 같은 모델 미생물을 설계하는 데 사용될 수 있다.예를 들어, 컨소시엄의 대장균과 사카로미세스 세레비시아에는 두 [85]미생물의 이점을 이용하기 위해 공배양 접근방식으로 대사공학을 적용함으로써 화학요법제 파클리탁셀의 전구체를 생산하기 위해 산업용 미생물로 사용될 수 있다.

산업생명공학에서의 합성생물학 응용의 또 다른 예는 섬유 제조에 사용되는 1,4-부탄디올로 알려진 화학물질을 생산하기 위해 CRISPR 및 CRISPRi 시스템에 의해 대장균의 대사 경로를 재설계하는 것입니다.1,4-부탄디올을 생성하기 위해 저자들은 CRISPR에 의한 대장균의 대사조절을 변경하여 gltA 유전자의 포인트 돌연변이, 슬픈 유전자의 녹아웃 및 6개의 유전자(cat1, sucD, 4hbd, cat2, bld 및 bdh)의 녹인을 유도한다.반면 CRISPRi 시스템은 1,4-부탄디올의 생합성 경로에 영향을 미치는 세 개의 경쟁 유전자(gabD, ybgC, tesB)를 녹다운시켰다.그 결과, 1,4-부탄디올의 수율은 0.9g/[86]L에서 1.8g/L로 유의하게 증가했다.

환경의

환경생명공학은 환경폐기물을 줄이고 생물여과 및 생물분해와 같은 [87][88]환경안전한 프로세스를 제공하는 데 필수적인 역할을 하는 다양한 분야를 포함한다.환경은 생물 공학에 의해 긍정적이든 부정적이든 영향을 받을 수 있습니다.Valero와 다른 사람들은 유익한 바이오 테크놀로지(예를 들어, 생물 개선은 기름 유출 또는 유해 화학 물질 누출)와 바이오 테크놀로지 기업(예를 들어 유전자 변형 유기체에서 야생 변종으로의 유전자 물질의 흐름)의 차이는 응용과 함축으로 볼 수 있다고 주장했다.를 참조해 주세요.[89]환경 폐기물을 청소하는 것은 환경 바이오 테크놀로지의 응용의 한 예이며, 생물 다양성의 상실이나 유해 미생물의 격납력 상실은 바이오 테크놀로지의 환경적 영향의 한 예이다.

규정

주요 기사:유전자 공학 규제 및 유전자 변형 생물 방출 규제

유전자 공학 규제는 유전자 공학 기술의 사용과 관련된 위험을 평가하고 관리하기 위해 정부가 취하는 접근법과 유전자 변형 작물 및 유전자 변형 어류를 포함한 유전자 변형 생물(GMO)의 개발과 방출에 관한 것이다.GMO의 규제에는 미국과 [90]유럽 간에 가장 현저한 차이가 발생하며 국가 간에는 차이가 있다.규정은 유전자 공학 제품의 의도된 사용에 따라 특정 국가에서 다르다.예를 들어, 식품 사용을 의도하지 않은 작물은 일반적으로 식품 [91]안전을 책임지는 당국에 의해 검토되지 않는다.유럽연합은 EU 내 재배 승인과 수입 및 가공 승인을 구분한다.EU에서의 재배가 허가된 GMO는 극히 일부이지만, 많은 GMO는 수입 및 [92]가공이 허가되었습니다.유전자변형농산물의 재배는 유전자변형작물과 유전자변형작물의 공존에 대한 논쟁을 촉발시켰다.공존규정에 따라 GM작물 재배 장려금이 다르다.[93]

학습

1988년, 미국 의회의 권고에 따라, 국립 종합 의학 연구소(NIGMS)는 생명공학 훈련을 위한 자금 조달 메커니즘을 도입했다.전국의 대학들은 이러한 기금을 두고 경쟁적으로 BTP(생명공학 트레이닝 프로그램)를 설립하고 있다.성공한 각 신청은 일반적으로 5년간 자금이 지원되며 경쟁적으로 갱신해야 합니다.대학원생들은 차례로 BTP에 합격하기 위해 경쟁한다; 받아들여지면, 그들의 박사 학위 논문 작업 동안 2, 3년 동안 등록금과 건강보험 지원이 제공된다.19개 기관은 NIGMS가 지원하는 [94]BTP를 제공합니다.생명공학 훈련은 학부 및 커뮤니티 칼리지에서도 실시되고 있습니다.

레퍼런스 및 메모

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    The literature about Biodiversity and the GE food/feed consumption has sometimes resulted in animated debate regarding the suitability of the experimental designs, the choice of the statistical methods or the public accessibility of data. Such debate, even if positive and part of the natural process of review by the scientific community, has frequently been distorted by the media and often used politically and inappropriately in anti-GE crops campaigns.
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  63. ^

    단, 다음 항목도 참조하십시오.

    Domingo, José L.; Bordonaba, Jordi Giné (2011). "A literature review on the safety assessment of genetically modified plants" (PDF). Environment International. 37 (4): 734–742. doi:10.1016/j.envint.2011.01.003. PMID 21296423. In spite of this, the number of studies specifically focused on safety assessment of GM plants is still limited. However, it is important to remark that for the first time, a certain equilibrium in the number of research groups suggesting, on the basis of their studies, that a number of varieties of GM products (mainly maize and soybeans) are as safe and nutritious as the respective conventional non-GM plant, and those raising still serious concerns, was observed. Moreover, it is worth mentioning that most of the studies demonstrating that GM foods are as nutritional and safe as those obtained by conventional breeding, have been performed by biotechnology companies or associates, which are also responsible of commercializing these GM plants. Anyhow, this represents a notable advance in comparison with the lack of studies published in recent years in scientific journals by those companies.

    Krimsky, Sheldon (2015). "An Illusory Consensus behind GMO Health Assessment". Science, Technology, & Human Values. 40 (6): 883–914. doi:10.1177/0162243915598381. S2CID 40855100. I began this article with the testimonials from respected scientists that there is literally no scientific controversy over the health effects of GMOs. My investigation into the scientific literature tells another story.

    대비:

    Panchin, Alexander Y.; Tuzhikov, Alexander I. (January 14, 2016). "Published GMO studies find no evidence of harm when corrected for multiple comparisons". Critical Reviews in Biotechnology. 37 (2): 213–217. doi:10.3109/07388551.2015.1130684. ISSN 0738-8551. PMID 26767435. S2CID 11786594. Here, we show that a number of articles some of which have strongly and negatively influenced the public opinion on GM crops and even provoked political actions, such as GMO embargo, share common flaws in the statistical evaluation of the data. Having accounted for these flaws, we conclude that the data presented in these articles does not provide any substantial evidence of GMO harm.

    The presented articles suggesting possible harm of GMOs received high public attention. However, despite their claims, they actually weaken the evidence for the harm and lack of substantial equivalency of studied GMOs. We emphasize that with over 1783 published articles on GMOs over the last 10 years it is expected that some of them should have reported undesired differences between GMOs and conventional crops even if no such differences exist in reality.

    그리고.

    Yang, Y.T.; Chen, B. (2016). "Governing GMOs in the USA: science, law and public health". Journal of the Science of Food and Agriculture. 96 (4): 1851–1855. doi:10.1002/jsfa.7523. PMID 26536836. It is therefore not surprising that efforts to require labeling and to ban GMOs have been a growing political issue in the USA (citing Domingo and Bordonaba, 2011). Overall, a broad scientific consensus holds that currently marketed GM food poses no greater risk than conventional food... Major national and international science and medical associations have stated that no adverse human health effects related to GMO food have been reported or substantiated in peer-reviewed literature to date.

    Despite various concerns, today, the American Association for the Advancement of Science, the World Health Organization, and many independent international science organizations agree that GMOs are just as safe as other foods. Compared with conventional breeding techniques, genetic engineering is far more precise and, in most cases, less likely to create an unexpected outcome.
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    (from original report by AMA: [1])     {{cite web}}:외부 링크 quote=(도움말)"REPORT 2 OF THE COUNCIL ON SCIENCE AND PUBLIC HEALTH (A-12): Labeling of Bioengineered Foods" (PDF). American Medical Association. 2012. Archived from the original (PDF) on September 7, 2012. Retrieved August 30, 2019. Bioengineered foods have been consumed for close to 20 years, and during that time, no overt consequences on human health have been reported and/or substantiated in the peer-reviewed literature.
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    GM foods currently available on the international market have passed safety assessments and are not likely to present risks for human health. In addition, no effects on human health have been shown as a result of the consumption of such foods by the general population in the countries where they have been approved. Continuous application of safety assessments based on the Codex Alimentarius principles and, where appropriate, adequate post market monitoring, should form the basis for ensuring the safety of GM foods.
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    When seeking to optimise the balance between benefits and risks, it is prudent to err on the side of caution and, above all, learn from accumulating knowledge and experience. Any new technology such as genetic modification must be examined for possible benefits and risks to human health and the environment. As with all novel foods, safety assessments in relation to GM foods must be made on a case-by-case basis.

    Members of the GM jury project were briefed on various aspects of genetic modification by a diverse group of acknowledged experts in the relevant subjects. The GM jury reached the conclusion that the sale of GM foods currently available should be halted and the moratorium on commercial growth of GM crops should be continued. These conclusions were based on the precautionary principle and lack of evidence of any benefit. The Jury expressed concern over the impact of GM crops on farming, the environment, food safety and other potential health effects.

    The Royal Society review (2002) concluded that the risks to human health associated with the use of specific viral DNA sequences in GM plants are negligible, and while calling for caution in the introduction of potential allergens into food crops, stressed the absence of evidence that commercially available GM foods cause clinical allergic manifestations. The BMA shares the view that there is no robust evidence to prove that GM foods are unsafe but we endorse the call for further research and surveillance to provide convincing evidence of safety and benefit.
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