Розділ 7.8: Біообробка: ферментація та культура клітин

Біообробка — це галузь біотехнології, яка передбачає використання живих клітин або їх компонентів для виробництва корисних продуктів. Він існує вже тисячі років, оскільки люди використовували мікроорганізми для бродіння для виготовлення таких продуктів, як хліб, пиво та сир. Однак лише в 20 столітті біообробка стала більш складною сферою з розвитком мікробіології та генної інженерії.

На початку 1900-х років використання мікроорганізмів для бродіння стало більш поширеним із комерційним виробництвом пеніциліну, антибіотика, який виробляє цвіль Penicillium. Пізніше, у 1950-х роках, розробка перших клітинних ліній і відкриття ДНК як генетичного матеріалу призвели до розробки технології рекомбінантної ДНК. Ця технологія дозволила вченим маніпулювати ДНК і виробляти білки в клітинах, які від природи не здатні їх виробляти.

У 1970-х роках перше комерційне виробництво рекомбінантного білка, людського інсуліну, було досягнуто з використанням бактерій кишкової палички. Це поклало початок біотехнологічній промисловості та виробництву широкого спектру терапевтичних білків, включаючи гормони росту, фактори згортання крові та ферменти.

У 1980-х роках були розроблені системи культур клітин ссавців, які дозволили виробляти більш складні білки та моноклональні антитіла. Ця технологія була використана для виробництва першого схваленого FDA рекомбінантного білкового препарату, тканинного активатора плазміногену (tPA) Genentech, який використовується для розчинення тромбів у пацієнтів з серцевим нападом.

У 1990-х роках розведення трансгенних тварин, таких як кози та корови, дозволило виробляти терапевтичні білки в молоці. Ця технологія була використана для виробництва білків, таких як антитромбін і альфа-1 антитрипсин.

Останніми роками біообробка продовжує розвиватися завдяки розробці нових методів, таких як редагування геному та синтетична біологія. Ці технології використовуються для створення клітин і організмів з новими властивостями, такими як підвищена продуктивність і підвищена стійкість до стресу.

Сьогодні біообробка є важливою частиною фармацевтичної промисловості, оскільки багато ліків і вакцин виробляються з використанням живих клітин. Він також використовується в харчовій промисловості та виробництві напоїв, а також у виробництві біопалива та інших промислових продуктів.