Perspektywy rozwoju biotechnologii w Polsce

Transkrypt

1 Perspektywy rozwoju biotechnologii w Polsce dr Anna Czubacka Zakład ad Hodowli i Biotechnologii Roślin Instytut Uprawy Nawożenia i Gleboznawstwa - PIB

2 Biotechnologia Zastosowanie systemów biologicznych, organizmów żywych lub ich składników do pozyskania produktów i usług. Biotechnologia jest interdyscyplinarną dziedziną wiedzy łączącą nauki biologicze i inżynieryjne.

3 Podstawowe źródła a wiedzy Polaków o biotechnologii telewizja prasa codzienna radio czasopisma popularnonaukowe inne czasopisma rozmowy z ludźmi internet inne źródła 00% 0,2 20% 0,4 40% 0,6 60% 0,8 80% 100% 1 wg Twardowski T., 2007

4 Działy y biotechnologii: zielona związana z rolnictwem i przemysłem spożywczym czerwona zagadnienia medycyny, farmacji i diagnostyki biała produkcja przemysłowa i ochrona środowiska niebieska biotechnologia fotosyntetyzujących form morskich, gł. alg fioletowa ustawodawstwo związane z biotechnologią

5 Biotechnologia w Polsce 15% zielona biotechnologia 50% 30% biała biotechnologia czerwona biotechnologia wg Twardowski T., Bielecki S., 2005

6 Czerwona biotechnologia opracowanie testów diagnostycznych (predyspozycja do chorób, testy wirusologiczne i bakteriologiczne, zgodność tkankowa, określenie ojcowstwa i śladów biologicznych) produkcja leków, szczepionek (np. przeciw wzw B), przeciwciał monoklonalnych, hormonów (np. insulina, hormon wzrostu) z użyciem bakterii i drożdży lub w zrekombinowanych liniach komórkowych terapie genowe (w Polsce tylko na poziomie badań klinicznych) inżynieria tkankowa w transplantologii

7 Biała a (przemysłowa) biotechnologia Biokataliza i bioprocesy Materiały polimerowe (biodegradowalne plastiki) Biopaliwa z odnawialnych surowców (etanol z surowców skrobiowych i celulozowych, biodiesel) Oczyszczanie gleby i wody z zanieczyszczeń toksycznymi związkami Oczyszczanie ścieków

8 Zielona biotechnologia- agrobiotechnologia Mikrorozmnażanie roślin Hodowla roślinna Hodowla genetycznie zmodyfikowanych odmian Diagnostyka molekularna i identyfikacja patogenów Produkcja substancji bioaktywnych Uzyskiwanie białek rekombinowanych w roślinach

9 Kultury in vitro Mikrorozmnażanie anie roślin tkanka kalusowa organogeneza

10 Kultury in vitro Hodowla roślin Otrzymywanie roślin haploidalnych i podwojonych haploidów haploid regeneracja roślin podwojenie liczby chromosomów podwojony haploid

11 Kultury in vitro Produkcja roślin wolnych od wirusów roślina mateczna zdrowe sadzonki 0,5 mm 0,5 mm pąk liściowy merystem wierzchołkowy

12 Kultury in vitro Produkcja substancji bioaktywnych (roślinnych metabolitów w wtórnych) bioreaktor tkanka kalusowa kultury zawiesinowe

13 Kultury in vitro Zastosowanie hodowli in vitro w produkcji związk zków w bioaktywnych Gdy synteza chemiczna substancji leczniczej jest nieopłacalna, np. paklitaksel Pozyskiwanie związków bioaktywnych w warunkach in vitro z gatunków zagrożonych Zwiększenie produkcji metabolitów wtórnych przez dodanie do hodowli prekursorów lub elicytorów Kultury tkanek i organów roślinnych: komórkowa hodowla zawiesinowa, pędów, korzeni Rośliny genetycznie modyfikowane wytwarzające przeciwciała i szczepionki

14 Biologia molekularna Diagnostyka molekularna i identyfikacja patogenów amplifikacja DNA i detekcja elektroforetyczna test serologiczny DAS-ELISA

15 Biologia molekularna Fluorescencyjna hybrydyzacja in situ

16 Biologia molekularna Markery molekularne (mapowanie, podobieństwo genetyczne) RFLP - polimorfizm długości fragmentów restrykcyjnych L1 L5 L7 L8 L19 L12 L14 L9 L1 L15 L10 L11 L17 L13 L16 L6 L4 L3 L18 L2 pokrewieństwo filogenetyczne gatunków

17 Biologia molekularna kryminalistyka

18 GMO Rośliny transgeniczne Poprawa cech agronomicznych: odporność na choroby i szkodniki tolerancja na herbicydy odporność na stresy abiotyczne Poprawa cech jakościowych: produkcja substancji bioaktywnych dla organizmu człowieka przedłużona trwałość owoców i warzyw Rośliny transgeniczne jako biofabryki: szczepionek roślinnych (np. pomidor z białkiem wirusa wścieklizny, sałata z antygenem HBsAg) składników krwi (hemoglobina w tytoniu, przeciwciała) dekstryn (np. w ziemniaku) kleju białkowego stosowanego przy leczeniu złamań

19 GMO Czy wie Pan co to jest roślina genetycznie modyfikowana? region występowania omacnicy pozostałe województwa ogółem tak nie nie wiem 0% 20% 40% 60% 80% 100% Rejony występowania omacnicy prosowianki wg Twardowski T., 2007

20 GMO Czy wysiałby Pan na swoim polu odmianę kukurydzy zmodyfikowaną genetycznie odporną na omacnicę prosowiankę? region występowania omacnicy pozostałe województwa ogółem tak nie nie wiem 0% 20% 40% 60% 80% 100% wg Twardowski T., 2007

21 GMO Czy i jakie korzyści płyną z uprawy roślin genetycznie modyfikowanych? Które z wymienionych korzyści byłyby najważniejsze w warunkach Pana gospodarstwa? nie wiem 13% nie 48% tak 39% wyższe plony 46% niższe koszty produkcji 36% wyższa odporność roślin 13% mniej oprysków 3% wyższa jakość plonów 1% wg Twardowski T., % 20% 40% 60% 80% 100%

22 Poparcie polskiej opinii społecznej wobec wykorzystania biotechnologii hodowla roślin odpornych na choroby i szkodniki 43% zastosowanie biotechnologii w produkcji żywności 30% badania nad lekami i szczepionkami 75% wprowadzanie ludzkich genów do bakterii w celu otrzymania leków lub szczepionek 58% wytwarzanie organów do przeszczepu przez zwierzęta, którym wprowadzono ludzkie geny 38% wykorzystanie genetycznie zmodyfikowanych bakterii do oczyszczania środowiska 69% wg Twardowski T., % 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80%

23 Duży potencjał ludzki (wielu absolwentów z wykształceniem biotechnologicznym). Ponad 3000 naukowców zaangażowanych w badania biotechnologiczne Dobrze wykwalifikowana kadra naukowo-dydaktyczna Niewiele badań o charakterze aplikacyjnym wyrażonym w patentach i wdrożeniach Niewiele patentów aparaturowych i patentów diagnostyki Niewysokie środki finansowe (brak wsparcia na etapie badań i wdrożeń) Mocne i słabe s strony biotechnologii w Polsce Brak doświadczenia w patentowaniu wynalazków (testy molekularne, sprzęt badawczy) Wstępny etap przemysłu biofarmaceutyków (Bioton S.A.) Niewiele firm polskich produkujących sprzęt do badań, odczynniki do diagnostyki Szerokie usługi biotechnologiczne (gł. przy uczelniach albo instytutach naukowych, niewiele firm prywatnych)

24 Perspektywy rozwoju biotechnologii Liczba studentów biotechnologii będzie wzrastać o ok. 15% rocznie Tworzenie pomostu między nauką i przemysłem Rozpowszechnianie wiedzy na temat biotechnologii w społeczeństwie Uruchomienie produkcji krajowych biofarmaceutyków (ludzki hormon wzrostu, interferony) W diagnostyce molekularnej ludzi możliwe jest osiągnięcie światowych standardów stosunkowo niskim kosztem Badania z zakresu biotechnologii przemysłowej koncentrować się będą na enzymach, mikroorganizmach i biokatalizie, biopaliwach, biopolimerach Rozwój agrobiotechnologii

25 Przewidywane kierunki rozwoju agrobiotechnologii w Polsce Hodowla roślin odpornych na patogeny i szkodniki, abiotyczne czynniki stresowe Produkcja nutraceutyków Diagnostyka chorób roślinnych Produkty zielonej biotechnologii znajdują zastosowanie w białej i czerwonej biotechnologii Produkcja substancji bioaktywnych Wykorzystanie transgenicznych roślin do produkcji szczepionek doustnych i rekombinowanych białek

26 Dziękuj kuję