Биотехнология

1.

Биотехнология

2.

Определение биотехнологии
• Биотехнология – наука, изучающая возможности использования живых
организмов, их систем или продуктов их жизнедеятельности для решения
технологических задач, а также возможности создания живых организмов с
необходимыми свойствами методом генной инженерии.
• В широком смысле биотехнология представляет собой пограничную между
биологией и техникой научную дисциплину и сферу практики, изучающую
пути и методы изменения окружающей человека природной среды в
соответствии с его потребностями.
• В узком смысле биотехнология – совокупность методов и приемов
получения полезных для человека продуктов и явлений с помощью
биологических агентов.
• В состав биотехнологии входят генная, клеточная и экологическая
инженерии.
2

3.

История развития биотехнологии
1. Классическая биотехнология (пищевая биотехнология)
Слово "биотехнология" придумал в 1917 году венгерский инженер Карл Эреки, когда
спроектировал свиноводческий комплекс по последнему слову тогдашней техники. Эреки
определил биотехнологию коротко, полно и исчерпывающе, как "все виды работ, при которых
те или иные продукты производятся из сырья при помощи живых организмов".
2. 1940-50-е г.г. – начало эры антибиотиков. Создание микробиологических
производств, широкая селекция микроорганизмов – продуцентов антибиотиков,
получение мутантных штаммов.
3. 1970-80-е г.г. – генная и клеточная инженерии. 1980 г – первый патент на генноинженерный штамм микроорганизма, способного разлагать нефть (США).
1982 г – человеческий инсулин, продуцируемый бактерией.
3

4.

Современная биотехнология
Красная
Белая
Флаг биотехнологии
(флаг Италии)
Типология Electronic Journal of Biotechnology
Зелёная
Серая
Голубая
4

5.

Современная биотехнология
Красная биотехнология (биомедицина) (red biotechnology) —
использование
биотехнологических процессов и методов в медицине, напр.
в создании биофармацевтических препаратов (белков,
ферментов, антител), а также в генной и клеточной
терапии.
Клеточная терапия – комплекс терапевтических подходов, основанных
на трансплантации клеток в больной организм с целью его лечения.
Например, терапия стволовыми клетками.
Генная терапия – лечение наследственных и приобретенных заболеваний
путем введения в соматические клетки пациента генетических элементов
для восстановления или подавления функций генов и придания клеткам
заданных свойств.
Белая биотехнология (white biotechnology) — промышленная
биотехнология, индустриальное использование
биотехнологических процессов. Объединяет производство
биотоплива, биотехнологии в пищевой, химической и
нефтеперерабатывающей промышленности.
5

6.

Современная биотехнология
Зеленая биотехнология(сельскозяйственная), агробиотехнология
(green biotechnology) — использование биотехнологических
процессов и методов в лесной, целлюлозно-бумажной и пищевой
промышленности, а также в сельском хозяйстве и рыбоводстве.
Напр., создание
генетически модифицированных (трансгенных) растений с
улучшенными с.-х. свойствами.
Голубая биотехнология, биотехнология аквакультуры (blue
biotechnology) биотехнология, связанная с использованием
морских и речных ресурсов.
Серая биотехнология — связана с природоохранной
деятельностью, биоремедиацией, биодеградацией и
биоконсервацией отходов.
Биоремедиация (биоразложение) – процесс использования
бактерий и растений для очистки почв и грунтов от опасных и
потенциально опасных веществ, которые в процессе применения
биотехнологии превращаются в безопасные продукты либо
поглощаются
6

7.

Структура мирового производства на
рынке биотехнологий
Объём рынка (2007 г): 160 млрд. долларов
7

8.

8

9.

Основные тенденции развития мирового
рынка биотехнологий
• Объем мирового рынка биотехнологий (2014 г ) – 270 млрд долларов, а
прогнозируемые темпы роста составляют 10-12% в год до 2020 года. Объем рынка
составил свыше 600 млрд долларов в 2022 г.
• В географическом разрезе, отрасль биотехнологий наиболее развита в США (около
40% объема мирового рынка), Европе, Канаде и Австралии.
• Наиболее быстрорастущими биотехнологическими рынками в ближайшие 5 лет
станут страны Азиатско-Тихоокеанского региона, в частности Китай и Индия.
Красная биотехнология.
• Патентный обвал (лекарства-блокбастеры теряют патентную защиту, и на рынок
выводятся их дженерики)
• Адресная доставка лекарств (наномедицина)
• Биосовместимые и биодеградируемые материалы (биологические полимеры)
Дженерики (генерики) (англ. Generic) – это лекарственные препараты с доказанной
фармацевтической, биологической и терапевтической эквивалентностью с
оригиналом. Т. е. лекарственные средства, имеющее такой же состав действующих
веществ, лекарственную форму и эффективность, как и оригинальные препараты,
но не обладающее патентной защитой.
9

10.

Основные тенденции развития мирового рынка
биотехнологий
Белая биотехнология
• Биополимеры (биопластики), в том числе биодеградируемые.
• Биотопливо (биоэтанол, биодизель). Цели – уменьшение зависимости от
традиционных источников энергии и улучшение экологичности транспорта.
Зелёная биотехнология
• Генно-модифицированные организмы (ГМО). Объемы посевов ГМО растут более чем
на 10% в год, а с 1996 года, когда началось коммерческое использование ГМ-культур,
мировая площадь их сева выросла более чем в 100 раз. В 2013 г. посевы ГМО
составили 12% от всей пашни.
• Биопестициды. Объем мирового рынка биопестицидов в 2014 году составил 3,6 млрд
долларов и, по прогнозам, практически удвоится к 2019 году (6,9 млрд).
10

11.

Мировой рынок биотехнологий
США
Европа
(Германия,
Великобр.)
Китай
Индия
Бразилия
1500
компаний
1700
компаний
900
компаний
330
компаний
300
компаний
Годовой
доход
65 млрд.
долл/год
13 млрд.
долл/год
10 млрд.
долл/год
2,5 млрд.
долл/год
14 млрд.
долл/год
Объемы
инвестиций
29 млрд.
долл
7,5 млрд.
долл
1,2 млрд.
долл
600 млн.
долл
1,5 млрд.
долл
11

12.

Биотехнологии в США
• 1 500 компаний, в том числе 386 публичных компаний с капитализацией около 360
млрд. долл. США.
• Высокая капитало- и наукоемкость биотехнологической отрасли определяет
ключевые факторы устойчивого лидерства США в мировом развитии биотехнологии:
1. высокие объемы отраслевого финансирования;
2. большое количество профильных образовательных и исследовательских
учреждений;
3. значительные ресурсы квалифицированных кадров;
4. длительный опыт предпринимательской деятельности в стране.
• Исторически важная роль в финансировании биотехнологии в США принадлежала
государству. Государственный фонд National Institutes of Health (NIH) - крупнейший из
отдельно взятых субъектов, осуществляющих финансирование биотехнологических
исследований в США.
Биотехнологии в Европейских странах
• Число биотехнологических предприятий в Европейских странах составляет более 1
700, из них 180 – публичные компании. Их доходы в 5 раз меньше, чем в США.
• Основные центры развития биотехнологии в Европе – Великобритания и Германия.
• Великобритания является лидером по объему привлекаемого в отрасль
финансирования – примерно треть объема, инвестируемого всей Европой.
• Германия опережает другие страны по количеству институтов, исследовательских
учреждений и ВУЗов, специализирующихся в биотехнологии.
12

13.

Биотехнологии в Китае
• Около 900 предприятий и 40 биотехнопарков. Объем продаж биотехнологической
продукции, произведенной в Китае, оценивается в 10 млрд. долл. США.
• Основной сектор китайской биотехнологической отрасли – биофармацевтика
("красная" биотехнология). В секторе работает 580 компаний. Продукция китайских
производителей занимает не менее 7% мирового рынка лекарственных
биопрепаратов. Основной объем финансирования китайской биофармацевтики
осуществляется в рамках государственных программ.
• "Зеленая" биотехнология – у Китая второе место в мире после США по объему
финансирования разработок в этой области. На исследования в агробиотехнологии
приходится около 40% государственных инвестиций в отрасль.
• Согласно национальной программе развития науки и технологии на 2006–2020 годы
государство инвестировало 112 млрд. долл. США в НИОКР, при этом биотехнология
имеет высший приоритет над прочими направлениями.
13

14.

Биотехнологии в Бразилии
• Рынок биотехнологической продукции Бразилии оценивается в 14 млрд. долл. США и
является крупнейшим в Латинской Америке. Биотехнологическая отрасль страны
насчитывает около 300 компаний, большинство из них заняты в
сельскохозяйственной и медицинской биотехнологии.
• Бразилия имеет признанные в международной научной среде компетенции в
области геномики, поиска вакцин и исследований стволовых клеток. В стране
уделяется большое значение использованию возобновляемых источников энергии,
благодаря чему Бразилия является на сегодня вторым в мире после США
производителем биоэтанола.
Биотехнологии в Индии
Наиболее развиты в Индии биотехнологии, связанные с обеспечением здоровья
человека, в том числе услуги исследовательского аутсорсинга. Индия лидирует в
мире по количеству фармацевтических производственных площадок, одобренных
американской Food and Drug Administration за пределами США, и становится центром
проведения клинических испытаний многих международных фармацевтических
корпораций (Merck, Pfizer, AstraZeneca). Индийский рынок контрактных исследований
в биофармацевтике оценивается в 250 млн. долл. США и растет на 30-40% ежегодно.
14

15.

Состояние биотехнологической отрасли в России
0,2 % мирового оборота,
около 50 предприятий
(до 1990 г – 7%, 2-е место в мире)
красная
белая
5% биотехнол.
субстанций
0,1 %
биотопливо
350 млн.долл.
гос. инвестиций
Выращивание ГМ
продуктов
запрещено
гидролизная
промышленность
ферменты
био-дженерики
зелёная
Биозащита
растений
БАДы
15

16.

16

17.

17