Публикация научных статей.
Вход на сайт
E-mail:
Пароль:
Запомнить
Регистрация/
Забыли пароль?
Научные направления
Поделиться:
Разделы: Социология
Размещена 01.06.2018.

Экогеномика на пороге прорывных научных открытий

Ставропольский Юлий Владимирович

кандидат социологических наук

Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского

доцент кафедры общей и социальной психологии

Аннотация:
Наиболее интересной и потенциально привлекательной и с социальной, и с финансовой точек зрения сферой применения экогеномных технологий представляется фармацевтическая промышленность. В первой половине XXI века неготовность комбинаторной химии оправдать возложенные на неё ожидания высоких прибылей от производства новых лекарств усилила заинтересованность фармацевтической промышленности в натуральной продукции. В этой связи, большой интерес представляет экология океанов. Для примера, приблизительно половина всех лекарств от рака вырабатываются из морских организмов.


Abstract:
The most interesting and potentially attractive from both social and financial points of view is the field of application of ecogenomic technologies in the pharmaceutical industry. In the first half of the 21st century, the unavailability of combinatorial chemistry to meet the expectations of high profits from the production of new drugs increased the interest of the pharmaceutical industry in natural products. In this regard, the ecology of the oceans is of great interest. For example, approximately half of all cancer drugs are produced from marine organisms.


Ключевые слова:
микроорганизм; биодегенерация; биотехнология; экогеномика; миллиард; лаборатория; промышленность; производство; фармацевтика; натуральный

Keywords:
microorganism; bioregenerative; biotechnology; ecogenomics; billion; laboratory; industry; manufacturing; pharmaceuticals; natural


УДК 316.422.44

Введение

Экологическая геномика (экогеномика) представляет собой применение геномных методов в области экологии (почвы) в целях развития понимания нами того, каким образом функционируют экосистемы. Современные научные представления не полностью объясняют прикладное значение индустрии восстановительных технологий. Что мешает применению экогеномики в целях приведения в порядок загрязнённых земель и биодегенерации почв?

Цель работы

Новые очаги заражённых земель возникают постоянно. Очистка загрязнённых земель происходит медленными темпами, однако, по всей видимости, в ускорении процесса очистки никто не заинтересован, ибо тогда пришлось бы отказаться от всевозможных новейших дорогостоящих непроверенных технологий. Мелиораторы преимущественно не биотехнологи, а на языке экогеномики разговаривают в первую очередь учёные, ибо развитию биодегенерации способствует исследование колоний микроорганизмов. В связи с этим, существует пропасть взаимонепонимания между научной теорией и практической мелиорацией.

Задачу мелиораторов могла бы облегчить нормативная стандартизация в форме законодательных актов и ведомственных нормативов. Эта проблема аналогична проблеме биодоступности, но острее в силу требований, предъявляемых к современному оборудованию, и широкого выбора методов, предлагаемых экогеномикой.

Материалы и методы

Несмотря на наличие лабораторных технологических разработок, технических приёмов и оборудования, на практике препятствием оказывается стоимость анализов. Некоторые восстанавливающие технологии, такие как калорические методы, не столь затратны при обследовании на месте [1]. В тех случаях, когда решающими факторами биодегенерации выступают время и цена, у экогеномики найдётся немного союзников.

Для того, чтобы заинтересовать аналитические лаборатории, потребуются инициативы в сфере налогообложения научно-исследовательских разработок. Аналитические лаборатории исходят из соотношения цены и прибыли, и нуждаются в крупных финансовых инвестициях, поэтому экогеномика способна привлечь лишь крупные научно-исследовательские институты, специализирующиеся на химическом анализе загрязнённых земель и вод. Однако, лабораторное оборудование для химических анализов существенно отличается от лабораторного оборудования для геномики и протеомики. По этой причине необходимы отдельные, тщательно проветриваемые помещения. Химики-аналитики, вероятно, даже выразят свой решительный протест против того, чтобы мыть лабораторные пробирки и колбы там же, где моют биозагрязнённые материалы. Различаются и сами процедуры мытья лабораторных пробирок и колб. Для проведения биологического анализа более важны разрушение ДНК и стерилизация, чем удаление металлических остатков при помощи мытья в кислоте. Поэтому оснащение существующих лабораторий, специализирующихся на проведении химических анализов, оборудованием для выявления реакции цепи полимеразы, для геномного либо протеомного анализа, чревато такими серьёзными последствиями, как подбор квалифицированного персонала, приобретение оборудования, возведение подсобных помещений и даже строительство новых корпусов. К этому добавится потребность в крупномасштабных компьютерных мощностях и высококвалифицированных биопрограммистах, которых на рынке не сразу отыщешь. Подобные лаборатории нуждаются в прочных законодательных гарантиях того, что вложенные инвестиции окупят себя. В качестве альтернативы, вероятно сооружение самостоятельных лабораторий экогеномного анализа, но в среднесрочной перспективе такие лаборатории вряд ли возникнут [3]. Юридические лица, решающие проблему дегенерации и цены на неё, маловероятно сделают свой выбор в пользу немедленных кардинальных перемен в масштабе и в заведённом укладе. Действующий мелиоративный уклад, который со временем преобразуется сам по себе, удобен, по меньшей мере, тем, что известен и инфраструктурно обеспечен.

Наличие у микроорганизмов биодеградации генов, геномов и метагеномов, позволяет не только моделировать, но и прогнозировать трансформации химикатов глобальной метаболической сети с поправкой на все известные биохимические транзакции. Данная технология представляет из себя гибрид биотехнологий с информатикой. Она позволяет устранить главнейшее препятствие на пути к биодегенерации – неопределённость темпов распада химикатов и конечных исходов. Благодаря этому, не только индустрия биодегенерации, но вся техническая сфера выйдут на небывалые уровни точности.

Полученные результаты

Современная аналитика, объединившая функциональный протеомический и метаболический подходы, способна создать в масштабах системы подход к изучению локальных микроорганизмов с опорой на процессы активной ксенобиотической минерализации. Современные интегральные молекулярные и -омические технологи, применяемые для исследования имманентных микробиотических сообществ, образуют базу биодегенерации на загрязнённых территориях. Геномика разрабатывает технологии, которые станут востребованы в ближайшем будущем.

Несмотря на существование препятствий применению экогеномных технологий в индустрии биодегенерации, совершенно очевидно, что они станут реальностью при наличии надлежащей заинтересованности. При этом, экогеномные инструменты во многом являются средствами научных исследований и открытия новых генов, а с ними и новой продукции. Возможность привлечь эти средства научного поиска привлекательна сама по себе в дополнение к перспективе привлечения финансовых средств из государственного бюджета.

Наиболее интересной и потенциально привлекательной и с социальной, и с финансовой точек зрения сферой применения экогеномных технологий представляется фармацевтическая промышленность. В первой половине XXI века неготовность комбинаторной химии оправдать возложенные на неё ожидания высоких прибылей от производства новых лекарств усилила заинтересованность фармацевтической промышленности в натуральной продукции. В этой связи, большой интерес представляет экология океанов. Для примера, приблизительно половина всех лекарств от рака вырабатываются из морских организмов.

При всём многообразии морских биоактивных субстанций, в фармацевтической промышленности их стали применять совсем недавно. Достойно удивления то обстоятельство, как долго беспредельное многообразие микробов в морских средах и их практически непревзойдённая пригодность для промышленного производства натуральной продукции оставались неведомы учёным. Исследователи продолжают заниматься поиском новых химических структур, предельно совместимых с биологической жизнедеятельностью, однако, применение геномных и метагеномных ресурсов многократно увеличивает их возможности.

Глобальный рынок продуктов и процессов морских биотехнологий оценивается не менее, чем в 2,8 миллиардов евро, при ежегодном накопленном темпе роста 4 – 5 %. Согласно менее консервативным оценкам, прогнозируется ежегодный рост в морском биотехнологическом секторе до 10 – 12 %, что свидетельствует об огромном потенциале и о высоких ожиданиях, возлагаемых в глобальном масштабе, на дальнейшее развитие морского биотехнологического сектора. Влияние геномики и протеомики на биотехнологическую эксплуатацию морских микроорганизмов пока не ощутимо. Принимая во внимание всеобъемлющий потенциал морских микроорганизмов и важность морской экологии, в геномные программы неизбежно окажутся вовлечены огромные количества совершенно разнообразных морских микроорганизмов.

После 2000 года на рынок вышло широкое многообразие производимых промышленным образом биотехнологических продуктов, включая топлива, ткани, химикаты, биопластмассы. Это промышленная биотехнологическая революция, которая ускоренно развивается, наряду с стратегиями зелёного роста и биоэкономическими концепциями, инициированными в предшествовавшее десятилетие американской политикой развития биотоплива. В настоящее время глобальная прибыль от производства товаров с применением промышленных биотехнологий ежегодно оценивается примерно в 50 – 60 миллиардов евро. Существует множество прогнозов на рыночную перспективу. Например, согласно одному из прогнозов, к 2030 году мировой рынок промышленных биотехнологий вырастет приблизительно до трёхсот миллиардов евро.

Заключение

Экогеномика способна сыграть заметную роль в исследовательской фазе работ по производству продукции с применением новых промышленных биотехнологий, например, в деле исследования океанов в целях разработки новых лекарств. Настоящими генетическими сокровищницами представляются почвы, ибо на один грамм сухого веса почвы приходятся примерно 1010 живых бактериальных клеток. В союзе с синтетической биологией, экогеномика образует сокрушительную комбинацию технологий, которой суждено порадовать нас многочисленными прорывными открытиями и достижениями. Синтетическая биология уже начала оказывать влияние на промышленные биотехнологии. Экогеномике в глобальном смысле ещё предстоит сказать своё слово, однако исследователи активно действуют, в частности, разработан «умный скрининг» [2], используемый при производстве биотоплива из морских водорослей с применением геномики.

Библиографический список:

1. Ghanadan H., Long M. Marketing and communicating innovation in industrial biotechnology // Industrial Biotechnology, 2017. No. 7. P. 20 – 30.
2. Nature Biotechnology News. Monsanto dips into algae // Nature Biotechnology, 2015. No. 29. P. 473.
3. Pei L., Schmidt M., Wei W. Synthetic biology: An emerging research field in China // Biotechnology Advances, 2016. No. 29. P. 804 – 814.




Рецензии:

1.06.2018, 11:00 Адибекян Оганес Александрович
Рецензия: Адибекян Оганес Александрович. Статья Ставропольского Ю.В. представляет собой предложение более пристальной экогеномической работы ученых в интересах биотехнологий. Показано состояние дел, указаны дополнительные возможности, несомненные выгоды. Оригинальность работы в том, что в списке использованных работ только иностранцы, что значит отставание России в данном деле от зарубежья. Но стоило указать, как обстоят познавательные и практические дела за рубежом, что нужно использовать наготове, а что добавить. Хотя «Биотехнологии» в списке тематических направлений электронного журнала «Sci-article.ru» нет, эту специализацию указать в начале статьи стоит. Несовпадение с этим профессионализации автора по социологии роли не играет. Статья достойна публикации



Комментарии пользователей:

6.07.2018, 0:03 Васильев Денис Владимирович
Отзыв: "Юридические лица, решающие проблему дегенерации" будут довольны этой статьей. Ибо они в союзе с синтетической биологией и экогеномикой образуют сокрушительную комбинацию бессмыслицы.


Оставить комментарий


 
 

Вверх