Bioteknik är en industri som fokuserar på manipulation av levande organismer för att skapa kommersiella produkter. Detta är dock en mycket bred syn på denna snabbt växande vetenskapliga industri.
Enligt sådana definitioner skulle århundraden av jordbruk och djuruppfödning betecknas som typer av bioteknik. Modern förståelse och användning av denna vetenskap, även känd som bioteknik, har förfinats för att skapa nya läkemedel och skadedjursresistenta grödor.
Sådana innovationer började utvecklas när Stanely Cohen och Herbert Boyer demonstrerade DNA-kloning i sitt Stanford-laboratorium 1973. Bioteknik har blivit inneboende i många aspekter av det moderna vardagen.
Teknologin
Sedan de första DNA-kloningsexperimenten har genteknik utvecklats för att skapa konstruerade biologiska molekyler och genetiskt utformade mikroorganismer och celler. Genetiker har också utvecklat sätt att hitta nya gener och ta reda på hur de fungerar och skapat transgena djur och växter.
Mitt i denna biotekniska revolution exploderade kommersiella applikationer. En industri utvecklades kring tekniker som
genkloning (replikering), riktad mutagenes (riktning av genetiska mutationer) och DNA-sekvensering. RNA-interferens, biomolekylmärkning och -detektering och nukleinsyraamplifiering utvecklades och introducerades också.The Biotech Markets: Medical and Agricultural
Bioteknikindustrin är till stor del uppdelad i medicinska och jordbruksmarknader. Även om företagsam bioteknik även tillämpas på andra områden, såsom industriell produktion av kemikalier och bioremediering, är användningen inom dessa områden fortfarande specialiserad och begränsad.
Å andra sidan har läkemedels- och jordbruksindustrin genomgått biotekniska revolutioner. Detta har inkluderat nya - och ibland kontroversiella - forskningsinsatser och utvecklingsprogram. Företag har utvecklats för att dra nytta av den höga utvecklingen inom bioteknik. Dessa företag har odlat strategier för att upptäcka, förändra eller producera nya biomolekyler och organismer genom bioteknik.
Biotech Startup Revolution
Bioteknik introducerade ett helt nytt tillvägagångssätt för läkemedelsutveckling som inte lätt integrerades i det kemiskt fokuserade tillvägagångssätt som de flesta etablerade läkemedelsföretag använde. Detta skifte orsakade ett utslag av startföretag, med början med grundandet av Cetus (nu en del av Novartis Diagnostics) och Genentech i mitten av 1970-talet.
Eftersom det fanns ett etablerat riskkapitalgemenskap för den högteknologiska industrin i Silicon Valley, samlades många av de tidiga bioteknikföretagen också i San Francisco Bay Area. Under åren har otaliga startföretag grundats för att driva denna marknad.
Innovationsnav utvecklades i USA i städer som Seattle, San Diego, North Carolina Research Triangle Park, Boston och Philadelphia. Internationella biotekniska nav inkluderar städer som Berlin, Heidelberg och München i Tyskland; Oxford och Cambridge i Storbritannien; och Medicon Valley i östra Danmark och södra Sverige.
Designa nya droger snabbare
Medicinsk bioteknik, med intäkter som överstiger 150 miljarder dollar årligen, får huvuddelen av biotekniska investeringar och forskningsdollar. Denna del av bioteknik graverar runt läkemedelsupptäcktsledningen, som börjar med grundforskning till identifiera gener eller proteiner associerade med särskilda sjukdomar som kan användas som läkemedelsmål och diagnostiska markörer.
När en ny gen eller ett proteinmål har hittats screenas tusentals kemikalier för att hitta potentiella läkemedel som påverkar målet. De kemikalier som ser ut som om de kan fungera som läkemedel (ibland kända som "träffar") måste sedan optimeras, kontrolleras för toxiska biverkningar och testas i kliniska prövningar.
Medicinska bioteknikföretag
Biotech har spelat en viktig roll i de första faserna för upptäckt och screening av läkemedel. De flesta stora läkemedelsföretag har aktiva forskningsprogram för målupptäckt som är starkt beroende av bioteknik. Mindre nystartade företag som Exelixis, BioMarin Pharmaceuticals och Cephalon (förvärvat av Teva Farmaceutiskt) fokuserade på läkemedelsupptäckt och utveckling genom att ofta använda unika egna tekniker.
Förutom direkt läkemedelsutveckling letar företag som Abbott Diagnostics och Becton, Dickinson and Company (BD) efter sätt att använda nya sjukdomsrelaterade gener för att skapa ny klinisk diagnostik.
Många av dessa tester identifierar de mest responsiva patienterna för nya läkemedel som kommer ut på marknaden. Att stödja forskning för nya läkemedel är också en lång lista med forsknings- och laboratorieföretag som tillhandahåller grundläggande kit, reagens och utrustning.
Till exempel erbjuder företag som Thermo-Fisher, Promega och en mängd andra labverktyg och utrustning för biovetenskaplig forskning. Företag som Molecular Devices och DiscoveRx tillhandahåller speciellt konstruerade celler och detektionssystem för screening av potentiella nya läkemedel.
Jordbruksbioteknik: bättre mat
Samma bioteknik som används för läkemedelsutveckling kan också förbättra jordbruks- och livsmedelsprodukter. Men till skillnad från läkemedel genererade genteknik ingen utslag av nya ag-biotech-startups. Skillnaden kan vara att bioteknik trots det tekniska språnget framåt inte förändrade jordbruksindustrins natur.
Manipulering av grödor och boskap för att optimera genetik för att förbättra nyttan och förbättra avkastningen har ägt rum i tusentals år. På ett sätt som talar ger bioteknik en praktisk ny metod. Etablerade jordbruksföretag som Dow och Monsanto (som förvärvades av Bayer) integrerade helt enkelt bioteknik i sina FoU-program.
Växt- och djur-GMO
Det mesta av fokuset på ag-biotech är på grödförbättring, som som ett företag har varit ganska framgångsrikt. Sedan den första genetiskt modifierade majsen introducerades 1994 har transgena grödstifter som vete, sojabönor och tomater blivit normen.
Nu är mer än 90% av amerikansk odlad majs, sojabönor och bomull bioteknikerad. Även om det släpar efter biotekniska växter är användningen av bioteknik för förbättring av husdjursdjur också ganska vanligt.
Dolly, det första klonade fåret, skapades 1996. Sedan dess har djurkloning blivit vanligare och det är uppenbart att transgena husdjur är omedelbart horisont — under 2019 fick AquaBounty (odlare av genetiskt modifierad lax) godkännande från FDA att bygga sin anläggning i Indiana och importera deras konstruerade laxägg, som ska uppfödas för mat i USA
Fastän genetiskt modifierade organismer (GMO) har genererat mycket kontrovers under de senaste åren har ag-biotech blivit ganska väl etablerat. Enligt de senaste tillgängliga informationerna från International Service for Acquisition of Agri-biotech Applikationer, planteringar av genetiskt modifierade grödor nådde 189,8 miljoner hektar 2017, upp från 185,1 miljoner hektar 2016.