Биотехнологии

Оборудование

УНИКАЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

История биотехнологии

Биотехнология в ее базовой форме существует уже тысячи лет, начиная с эпохи, когда люди впервые научились производить хлеб, пиво и вино, используя естественный процесс ферментации. На протяжении веков принципы биотехнологии ограничивались сельским хозяйством, например, сбор лучших культур и повышение урожайности за счет использования лучших семян и разведения домашнего скота.

Область биотехнология начала быстро развиваться с 19 – го  века, с открытием микроорганизмов, изучением Грегора Менделем генетика и новаторской работой по ферментации и микробиологическим процессам гигантов в таких областях, как Пастер и Листер. В начале 20 – го  биотехнологии века привел к открытию крупного Александра Флемингом пенициллина, который вступил в крупносерийное производство в 1940 – х годах.

Развитие биотехнологии началось с 1950-х годов, чему способствовало более глубокое понимание в послевоенный период функций клеток и молекулярной биологии. С тех пор каждое десятилетие происходили крупные прорывы в биотехнологии. К ним относятся открытие трехмерной структуры ДНК в 50-х годах; синтез инсулина и разработка вакцин от кори, эпидемического паротита и краснухи в 60-е годы; огромные успехи в исследованиях ДНК в 70-е годы; разработка первых биотехнологических препаратов и вакцин для лечения таких заболеваний, как рак и гепатит B, в 80-е годы; идентификация многочисленных генов и внедрение новых методов лечения рассеянного склероза и муковисцидоза в 90-е годы; и завершение последовательности генома человека в 90-х годах, что позволило ученым всего мира исследовать новые методы лечения заболеваний с генетическим происхождением, таких как рак, болезни сердца и болезнь Альцгеймера.

Моральный аспект

Несмотря на то что основы биотехнологии могут оказать решающее влияние на развитие всего человечества, о таком научном подходе плохо отзывается общественность. Подавляющая часть современных религиозных деятелей (да и некоторые ученые) пытаются предостеречь биотехнологов от чрезмерного увлечения своими исследованиями. Особенно остро это касается вопросов генной инженерии, клонирования и искусственного размножения.

С одной стороны, биотехнологии представляются яркой звездой, мечтой и надеждой, которые станут реальными в новом мире. В будущем эта наука подарит человечеству множество новых возможностей. Станет возможным преодоление смертельных болезней, устранятся физические проблемы, и человек, рано или поздно, сможет достигнуть земного бессмертия. Хотя, с другой стороны, на генофонде может сказаться постоянное употребление генномодифицированных продуктов или появление людей, которых создали искусственно. Появится проблема изменения социальных структур, и, вполне вероятно, придется столкнуться с трагедией медицинского фашизма.

Вот что такое биотехнология. Наука, которая может подарить блестящие перспективы человечеству путем создания, изменения или улучшения клеток, живых организмов и систем. Она сможет подарить человеку новое тело, и мечта о вечной жизни станет реальностью. Но за это придется заплатить немалую цену.

Добро и зло

Единого мнения о том, что же такое биотехнология — добро или зло, на сегодняшний день нет. Кто-то утверждает, что это попытка вмешаться в естественный процесс и повлиять на природу, тогда как другие уверяют, что будущее человечества именно за такими знаниями. В последние десятки лет население Земли неизменно увеличивается, поэтому без применения биотехнологии в промышленном сельском хозяйстве появилась бы проблема тотального голода.

Также с помощью биотехнологии удаётся найти лекарство от различных тяжелых заболеваний, которые в прошлом считались неизлечимыми. Неоспоримым доказательством пользы этой науки является изобретение антибиотиков, с помощью которых удается излечивать сотни различных болезней. Общеизвестно, что проще предупредить различные тяжёлые недуги, чем в последующем пытаться лечить их с помощью операций и лекарств. Биомедицина создаёт эффективные способы диагностики, которые позволяют определить склонность к тем или иным заболеваниям еще до их возникновения в организме человека.

И всё же необходимо понимать, что потребуется качественный контроль за подобными исследованиями в области биотехнологии и их внедрением в повседневную жизнь. В первую очередь это касается моральных аспектов клонирования, возможности выращивать донорские органы или же изменять геномы и клетки ДНК, нарушая естественный ход природы и создавая тем самым суперчеловека.

В последние годы биотехнология развивается стремительно, при этом многие государства сталкиваются с проблемой отсутствия или недостаточного контроля за такими исследованиями на правовом уровне. В итоге было приостановлено множество проектов, поэтому говорить о победе над смертью или успехах в клонировании человека в настоящее время преждевременно.

Проблемы биотехнологии

Сейчас возникают споры о генной медицине, о клонировании организмов, об этических вопросах исследования стволовых клеток. На повестке дня – «биопринтер», при помощи которого признается возможным выращивание органов для трансплантации.

На исследования в этом направлении направляются огромные средства, прежде всего в США. Одновременно возникают опасения: вдруг возникнет тенденция выращивания клонов в качестве «идеальных доноров»?

Впрочем, на пути многих амбициозных и не слишком щепетильных в нравственном отношении проектов возникают препятствия, положенные самой природой.

Фантастические успехи от применения стволовых клеток для лечения и омоложения – и их перерождение в злокачественные опухоли; рождение клонированных животных – и их ранняя смерть, слабое здоровье.

Живая материя по-прежнему непостижима, несмотря на успехи в ее познании, и пределы человеческого вмешательства в ее основы — ограничены.

Биоинформатика и бионика

Но биотехнологии – это не только учение о молекулах тканей и клеток живых организмов, это еще и применение компьютерных технологий. Таким образом, имеет место биоинформатика. Она включает в себя совокупность таких подходов, как:

• Геномная биоинформатика. То есть методы компьютерного анализа, которые применяются в сравнительной геномике.
• Структурная биоинформатика. Разработка компьютерных программ, которые предсказывают пространственную структуру белков.
• Вычисление. Создание вычислительных методологий, которые могут управлять биологическими системами.

В этой дисциплине вместе с биологическими методами используются методы математики, статистических вычислений и информатики. Как в биологии используются приемы информатики и математики, так и в точных науках сегодня могут использовать учение об организации живых организмов. Как в бионике. Это прикладная наука, где в технических устройствах применяются принципы и структуры живой природы. Можно сказать, что это своеобразный симбиоз биологии и техники. Дисциплинарные подходы в бионике рассматривают с новой точки зрения как биологию, так и технику. Бионика рассматривала сходные и отличительные черты этих дисциплин. Эта дисциплина имеет три подвида — биологический, теоретический и технический. Биологическая бионика изучает процессы, которые происходят в биологических системах. Теоретическая бионика строит математические модели биосистем. А техническая бионика применяет наработки теоретической бионики для решения различных задач.

Как видно, достижения биотехнологий широко распространены в современной медицине и здравоохранении, но это лишь вершина айсберга. Как уже было сказано, биотехнология начала развиваться с того момента, как человек стал готовить себе пищу, а после широко применялась в сельском хозяйстве для выращивания новых селекционных культур и вывода новых пород домашних животных.

Отрасли биотехнологии

Хотя кажется, что мы сводим это пространство к дошкольному уроку, один из наиболее эффективных способов дифференциации использования биотехнологии в современном обществе основан на ее разграничении по цветам:

1. Красный: применение этой технологии в медицине. Получение вакцин, антибиотиков, генной терапии и исследований стволовых клеток.
2. Синий: применение в морской среде. То есть максимизация производства ресурсов аквакультуры, здравоохранения и получения соединений.
3. Зеленый: применяется для получения сельскохозяйственной продукции растительного происхождения. Здесь развивается использование и оптимизация трансгеники.
4. Белый: на основе поиска и оптимизации энергетических и промышленных ресурсов. Одним из его больших применений является сокращение загрязнения.
5. Серый: его цель — сохранение окружающей среды. Это происходит путем смягчения и коррекции воздействия на окружающую среду.
6. Желтый: сосредоточен на понимании и максимизации питательных ценностей в продуктах питания для использования человеком.
7. Черный: отвечает за борьбу с биотерроризмом и его возможными последствиями.

Помимо этих основных цветов, мы также находим золотую дисциплину, например, которая отвечает за интеграцию компьютерных знаний в биологические системы и тем самым максимизацию получения преимуществ и знаний, или оранжевую дисциплину, отвечающую за то, чтобы приблизить эту технологию к населению в целом с дружественной информационной точки зрения.

Как видим, мы сталкиваемся с широким спектром цветов, но все они имеют общую цель: максимизировать ресурс и качество жизни и минимизировать причиняемый человеком ущерб окружающей среде.

Общие сведения

Биоинженер – специалист, который целенаправленно занимается изменением свойств живого организма. Профессия подходит тем людям, которые интересуются химией и биологией. Биоинженерия – одно из современных направлений современной науки. Это интегральная наука, она возникла на стыке физики, химии, биологии, генной инженерии и компьютерных технологий. Биоинженеры работают с живыми организмами и системами, применяют в своей работе передовые технологии и достижения науки для решения медицинских проблем. Специалисты участвуют в разработке и создании новых приборов и оборудования. Также они участвуют в разработке новых процедур, опираясь на междисциплинарные знания. Таким образом появляются новые технологии, способны облегчить жизнь людей.

Не путайте биоинженерию с генной инженерией. Генная инженерия занимается изменением ДНК живых организмов, и является всего лишь ответвлением биоинженерии. Дисциплина направлена на углубление уже существующих знаний в области инженерии, биологии и медицины для укрепления здоровья людей за счет научных разработок.

Важными достижениями науки является разработка искусственных суставов, современных протезов, магниторезонансной томографии, кардиостимуляторов, артроскопии, ангиопластики, биоинженерных протезов кожи, почечного диализа, аппаратов искусственного кровообращения. Все это тесно переплетается с биотехнологиями и приносит пользу человечеству.

Профессионал должен обладать такими важными качествами:

• хороший интеллект;
• аналитический пытливый ум и склонность к естественным наукам;
• уметь анализировать и находить практическое применение известным теоретическим и полученным в ходе собственных исследований данным;
• знать принципы обращения с лабораторной и исследовательской техникой, основ хранения веществ, реактивов;
• уметь составлять отчеты о проделанной исследовательской деятельности.

Положительные стороны профессиональной деятельности:

• высокая заработная плата (но учтите что сразу после ВУЗа вы не будете получать максимальный оклад);
• высокая востребованность на рынке труда квалифицированных специалистов;
• карьерный рост;
• возможность проводить на работе исследования, нужные для ваших научных интересов;
• сотрудничество с международными холдингами и проектами;
• возможность стажировки за границей.

Минусы работы:

• сложное обучение в ВУЗе;
• высокая ответственность за разработки;
• работа с опасными химикатами;
• не всегда работа происходит в чистой и уютной лаборатории;
• возможный ненормированный рабочий день;
• одна ошибка может завалить проект всей команды;
• возможные неудачи во время разработок;
• получение не таких результатов, как вы ожидали;
• моральное напряжение.

Особенности профессии

Функциональные обязанности биотехнолога зависят от того, в какой отрасли промышленности он работает.

Работа в фармацевтической отрасли предполагает:

• участие в разработке состава и технологии производства лекарств или пищевых добавок;
• участие во внедрении нового технологического оборудования;
• испытание новых технологий на производстве;
• работа по совершенствованию разработанных технологий;
• участие в выборе оборудования, материалов и сырья для новой технологии;
• контроль за правильностью выполнения вспомогательных технологических операций;
• участие в разработке технико-экономических показателей (ТЭП) по лекарственным средствам;
• пересмотр их по причине замены отдельных составляющих или изменения технологии; 
• своевременное ведение необходимой документации и отчетности.

Работа в научно-исследовательской сфере заключается в исследованиях, методических разработках и открытиях в области генной и клеточной инженерии.

Работа биотехнолога в такой важной сфере как охрана окружающей среды предполагает такие обязанности:

• биологическая очистка сточных вод и загрязнённых территорий;
• утилизация бытовых и промышленных отходов.

Работа в образовательных учреждениях предполагает преподавание биологических и сопутствующих дисциплин.

В любой области работа биотехнолога является творческой, научно-исследовательской и, безусловно,  интересной и необходимой обществу.

Биоинженерия

На вопрос о том, что такое биотехнология, основная часть населения без сомнений ответит, что это не что иное, как генная инженерия. Отчасти это правда, но инженерия лишь часть обширной дисциплины биотехнологий.

Биоинженерия – это дисциплина, основная деятельность которой направлена на укрепление человеческого здоровья посредством объединения знаний из области инженерии, медицины, биологии и применения их на практике. Полное название этой дисциплины – биомедицинская инженерия. Главная ее специализация – решение медицинских проблем. Применение биотехнологий в медицине позволяет моделировать, разрабатывать и изучать новые субстанции, разрабатывать фармацевтические препараты и даже избавлять человека от врожденных заболеваний, что передаются по ДНК. Специалисты в этой области могут создавать приборы и оборудование для проведения новых процедур. Благодаря применению биотехнологий в медицине были разработаны искусственные суставы, кардиостимуляторы, протезы кожи, аппараты искусственного кровообращения. При помощи новых компьютерных технологий специалисты в области биоинженерии могут создавать белки с новыми свойствами при помощи компьютерного моделирования.

Биотехнология: какие предметы сдавать на ЕГЭ?

Чтобы стать биотехнологом, понадобится иметь достаточно высокие баллы по математике, русскому и химии. Но есть ВУЗы, где вместо химии требуется биология или физика.

Многие преподаватели обожают научную деятельность, поэтому достаточно требовательны к студентам и желают сделать из них достойных профессионалов.

Если выпускник школы проявляет тягу к современным направлениям науки и обладает аналитическим умом, то ему стоит рассмотреть возможность поступления на факультет биотехнологии. Получив диплом, новоиспеченный биотехнолог даже без опыта сможет найти работу в небольшой фармацевтической фирме или государственной лаборатории.

Видео: достижение современных биотехнологий

В этом ролике Андрей Борисенко расскажет, в чем состоят современные биотехнологии, в каких областях они задействованы:

Биотехнология: что это за профессия, кем работать?

Важным достоинством биотехнологии является многозадачность. Освоив данную специальность, дипломированный эксперт будет достаточно гибок в плане выбора места работы. Он может рассмотреть вариант трудоустройства в фармацевтическую фирму, пищевой комбинат, химическую лабораторию и т. д.

Обучаясь по направлению «Биотехнология», есть возможность освоить несколько профессий:

• Биохимик. Весьма широкопрофильная профессия, которая посвящена исследованию происходящих процессов в клетках. Поэтому биохимики обычно заняты в лабораториях, изучая воздействие лекарств на организм и особенности роста сельскохозяйственных культур. Также есть вариант трудоустройства в токсикологические центры или фармакологические компании;
• Пищевой технолог. Профессия весьма востребована, хотя уровень зарплаты несколько ниже. Сотрудник обязан следить за технологией производства пищевых продуктов, определять количество полезных составляющих в них и т. д.;
• Химик-аналитик. Отлично разбирается как в органической, так и в неорганической химии. В основном занимается всесторонним анализом сырья в лабораторных условиях. В данных специалистах нуждается в первую очередь химическая промышленность и фармацевтические корпорации.

Особенности научной профессии

В научном сообществе биотехнологию считают в какой-то степени творческим направлением. Ведь создание новых видов растений и разработка методов переработки отходов требует не только больших знаний, но и креативного мышления.

Биотехнология входит в фазу бурного развития. Поэтому представители этой специальности становятся все более востребованными. Талантливый биотехнолог без проблем найдет себе работу за рубежом, где зарплата может быть в несколько раз выше.

Есть у биотехнологии свои недостатки. Проработавший несколько лет в области фармакологии специалист будет уже не так востребован в генной инженерии. Работодатель считает, что человек поднаторел в своей специализации и сменить область работы ему будет непросто. Поэтому лучше сразу быть готовым посвятить себя чему-то конкретному.

Опыты по созданию генно-модифицированных людей и наука евгеника

Однако, в последние годы, по новым методам генной инженерии, проводились опыты с человеческими эмбрионами. Для исследований использовались гены и человеческие эмбрионы связанные с бета-заболеванием крови – талассемией. Эксперименты были в основном безуспешными. Но инструменты редактирования генов совершенствуются в лабораториях по всему миру и ожидается, что они позволят легче, дешевле и более точнее редактировать или удалять гены, чем когда-либо прежде. Современные пока теоретические способы редактирования генома позволят ученым вставлять, удалять и подправлять ДНК с получением положительных результатов. Это открывает перспективу лечения некоторых заболеваний, таких как серповидно-клеточные заболевания, муковисцидоз и определенные виды рака.

Селекция применительно к человеку – евгеника

Редактирование генов человеческих эмбрионов или наука евгеника приводит к созданию генетически модифицированных очень разных людей. Это вызывает серьезную безопасность в связи с социальными и этическими проблемами. Они варьируются от перспективы необратимого вреда для здоровья будущих детей и поколений до открывания дверей к новым формам социального неравенства, дискриминации и конфликтов и новой эре евгеники.

Ученым не разрешено вносить изменения в ДНК человека, который передается последующим поколениям. Такой новаторский шаг науки евгеники следует рассматривать лишь после дополнительных исследований, после чего изменения могут быть проведены в условиях жестких ограничений. Такие работы должны быть запрещены, чтобы предотвратить серьезные заболевания и инвалидности.

Изменчивость вызванную изменением генов называют ещё мутациями.

Это давнее табу на внесение изменений в гены человеческой спермы, яйцеклеток или эмбрионов, потому что такие изменения будут унаследованы будущими поколениями. Это табу отчасти из-за опасений, что ошибки могут непреднамеренно создать новые искусственные болезни, которые потом могут стать постоянной частью человеческого генофонда.

Другая проблема заключается в том, что этот вид генной инженерии может быть использован для генетической модификации для немедицинских причин. Например, ученые теоретически могут попытаться создать конструктор детей, в которых родители пытаются выбрать черты характера своих детей, чтобы сделать их умнее, выше, лучшими спортсменами или с другими якобы необходимыми атрибутами.

Ничего подобного в настоящее время не возможно. Но даже перспектива вызывает опасения ученых существенно изменить ход эволюции и создания людей, которые считаются генетически улучшенными, придумывать какие антиутопии будущего, описанные в фильмах и книгах.

Любая попытка создания младенцев от спермы, яйцеклеток или эмбрионов, которые имеют свои ДНК и пытаться редактировать можно только при очень тщательно контролируемых условиях и только для предотвращения разрушительного заболевания.

Это может быть сложно в дальнейшем провести грань между использованием генного редактирования, чтобы предотвратить или обработать заболевание и использовать его для повышения возможностей человека.

Что такое биотехнология?

Биотехнология – это отрасль, ориентированная на науку, в которой живые организмы и молекулярная биология используются для производства продуктов и терапевтических средств, связанных со здравоохранением, или для выполнения процессов (таких как снятие отпечатков ДНК)

Биотехнология наиболее известна своей все более важной ролью в областях медицины и фармацевтики, а также применяется в других областях, таких как геномика, производство продуктов питания и производство биотоплива

Ключевые выводы

• Биотехнология – это отрасль прикладной науки, которая использует живые организмы и их производные для производства продуктов и процессов.
• Эти продукты и процессы могут применяться к нескольким аспектам экономики, от здравоохранения и медицины до биотоплива и экологической безопасности.
• Биотехнологические (биотехнологические) компании получают свою продукцию в результате добычи живых организмов или манипулирования ими и составляют важный отраслевой сектор экономики.
• Акции биотехнологий рассматриваются как довольно рискованные инвестиции, поскольку они часто являются убыточными до тех пор, пока лекарство или терапевтическое средство не получат огромных инвестиций в НИОКР, которые могут окупиться, а могут и не окупиться.

Определение

Концепция биотехнологии включает в себя широкий спектр процедур для модификации живых организмов в соответствии с целями человека, начиная с одомашнивания животных, выращивания растений и их «улучшения» посредством селекционных программ, использующих искусственный отбор и гибридизацию . Современное использование также включает генную инженерию, а также технологии культивирования клеток и тканей . Американское химическое общество определяет биотехнологию как применение биологических организмов, систем или процессов в различных отраслях промышленности для изучения науки о жизни и улучшении стоимости материалов и организмов , таких как фармацевтика, культуры и скот. Согласно Европейской федерации биотехнологий , биотехнология — это интеграция естествознания и организмов, клеток и их частей, а также молекулярных аналогов продуктов и услуг. Биотехнология основана на фундаментальных биологических науках (например, молекулярной биологии , биохимии , клеточной биологии , эмбриологии , генетике , микробиологии ) и, наоборот, предоставляет методы для поддержки и проведения фундаментальных исследований в области биологии.

Биотехнология является исследование и разработка в лаборатории с помощью биоинформатики для разведки, добычи, эксплуатации и производства от любых живых организмов и любого источника биомассы с помощью биохимической инженерии , где можно было бы запланированными высокой добавленной стоимостью (воспроизведен биосинтез , например , ), спрогнозированы, сформулированы, разработаны, изготовлены и проданы в целях устойчивого функционирования (для возврата от бездонных первоначальных инвестиций в НИОКР) и получения долговременных патентных прав (для исключительных прав на продажу, а до этого — для получения национальных и международное одобрение результатов экспериментов на животных и людей, особенно в фармацевтической отрасли биотехнологии, для предотвращения любых необнаруженных побочных эффектов или проблем безопасности при использовании продуктов). Использование биологических процессов, организмов или систем для производства продуктов, которые, как ожидается, улучшат жизнь людей, называется биотехнологией.

В отличие от этого, биоинженерия обычно рассматривается как смежная область, в которой больше внимания уделяется более высоким системным подходам (не обязательно непосредственно изменению или использованию биологических материалов ) для взаимодействия с живыми существами и их использования. Биоинженерия — это применение принципов инженерии и естественных наук к тканям, клеткам и молекулам. Это можно рассматривать как использование знаний, полученных в результате работы с биологией и манипулирования ею, для достижения результата, который может улучшить функции растений и животных. Соответственно, биомедицинская инженерия — это перекрывающаяся область, которая часто опирается и применяет биотехнологию (в различных определениях), особенно в определенных под-областях биомедицинской или химической инженерии, таких как тканевая инженерия , биофармацевтическая инженерия и генная инженерия .

Биотехнология – значение слова

В последние десятилетия слово «биотехнология» всё чаще встречается на страницах СМИ, в телепередачах и в интернете. Впервые о биотехнологиях заговорили в середине 70-х годов ХХ столетия в связи с новыми методиками изготовления лекарственных субстанций – сырья для препаратов, выпускаемых фармакологической промышленностью. С тех пор биотехнологии существенно расширили сферу применения.

Сегодня, говоря о биотехнологии, мы подразумеваем методы производства нужных нам материалов и продуктов с использованием живых организмов, культивируемых в искусственной среде клеток и разнообразных биологических процессов. На текущий момент объектами биотехнологии чаще всего становятся микроорганизмы, а также отдельно взятые клетки животных или растений.

Простейшим примером биотехнологии является изготовление из молока кисломолочных продуктов – кефира, творога и др. – при помощи культур кисломолочных бактерий. Можно вспомнить и о выпекании дрожжевого хлеба с использованием пекарских дрожжей. Эти биотехнологии известны человечеству на протяжении многих веков, но сегодня биологи используют намного более сложные методики, чтобы организовывать необходимые нам процессы.

Основное

ОПИСАНИЕ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЛАБОРАТОРИИ

Ключевые словамикроорганизмы и микробные сообщества антропогенных мест обитания, образование и окисление метана, метаногеные археи, синтрофные бактерии, процесс анаэробного окисления аммония (АНАММОКС), анаммокс-бактерии, нитрифицирующие и денитрифицирующие бактерии, очистка сточных вод , анаэробные системы обработки твердых и полужидких органических отходов, микробные процессы на полигонах ТБО, процесс компостирования твердых отходов

Направления исследований

•  Изучение  микробных сообществ и микроорганизмов антропогенных мест обитания, включая биореакторы, полигоны ТБО, осадки загрязненных водоемов
• Выделение анаэробных мезофильных, психрофильных и термофильных бактерий и архей из соответствующих мест обитания
• Выделение и исследование синтрофных микробных ассоциаций в метаногенных микробных сообществах
• Исследование микробных процессов при компостировании
• Изучение процесса анаэробного окисления аммония нитритом (Анаммокс)
• Накопление, выделение, изучение  и идентификация анаммокс-бактерий и их спутников, исследование их взаимодействий
• Исследование взаимодействия нитрифицирующих, денитрифицирующих и анаммокс-бактерий в биореакторрах
• Изучение агрегации микроорганизмов в биопленках и флокулах, образующихся в анаммокс-реакторах  и  в метангенерирующих биореакторах
• Разработка новых методов и основ технологий обработки твердых отходов городов (ТБО) и сельского хозяйства  (навоз, растительные остатки)
• Разработка новых методов и основ технологий очистки сточных вод городов и стоков сельскохозяйственных и промышленных предприятий

Основные методы исследованийАналитические методы:

• Метод газожидкостной хроматографии для анализа газов и летучих органических соединений
• Метод спектрофотометрии для анализа широкого спектра неорганических ионов и др. соединений, в т.ч. общего азота, фосфора, углерода и др.

Культуральные методики:

• Стационарное и проточное культивирование на питательных средах для конкретных групп анаэробных (метаногенных архей, синтрофных микроорганизмов и анаммокс-бактерий) и аэробных (аммоний- и нитрит-окисляющих бактерий) микроорганизмов
• Метод использования стекол обрастания для исследования роста биопленок de novo при проточном культивировании

Методы  изучения морфологии и ультраструктурной организации клеток:

• Исследование морфологии биоплёнок и отдельных клеток микроорганизмов разных групп с помощью фазово-контрастной и люминисцентной световой микроскопии
• Методы световой, конфокальной и др. микроскопии

Молекулярно-биологические методы

• Полимеразная цепная реакция ПЦР
• Флуоресцентная in situ гибридизация (FISH) для изучения разнообразия и метаболической активности метаногенных архей, анаммокс-бактерий и их бактерий-спутников
• Метод денатурирующего градиентного гель-электрофореза DGGE

Краткая история лаборатории
Лаборатория создана в 1996 году под руководством д.б.н. Ножевниковой А.Н. на основе группы по исследованию процессов анаэробной деградации органических отходов, которой она руководила с 1985 г. в лаборатории литотрофных микроорганизмов ИНМИ РАН (рук. чл-корр. РАН Г.А. Заварзин). В 1996–2001 гг. лаборатория входила в созданный в 1996 г Отдел микробных сообществ (рук. акад. Г.А. Заварзин). В 2001 году лаборатория была выведена из состава Отдела микробных сообществ в качестве самостоятельной лаборатории Института микробиологии РАН. Сотрудники группы А.Н. Ножевникова, В.К. Некрасова и Ю.В. Литти удостоены Премии Правительства РФ 2014 году в области науки и техники. Приоритетным направлением лаборатории было изучение анаэробных сообществ и микроорганизмов антропогенных мест обитания, включая системы очистки сточных вод городов, сельскохозяйственных и промышленных предприятий; метантенки; иловые чеки; полигоны захоронения твердых бытовых отходов; осадки загрязненных водоемов. С 2020 года заведующий лабораторией является Литти Ю.В.

Биотехнология и искусство

В 2007 году художник Орлан создал работу под названием «Манто д’Арлекин» . Это инсталляция, сочетающая искусство и биотехнологии, созданная из живых клеток Орлана, клеток человеческого и животного происхождения. Эта работа вдохновлена ​​текстом Мишеля Серра «Laïcité» в предисловии к его книге «Le Tiers Instruit». Мишель Серр использует фигуру Арлекина как метафору перехода, принятия другого, соединения, пересечения. Le Manteau d’Arlequin развивает и продолжает исследовать идею художника о скрещивании, используя более плотскую среду кожи . Это также ставит под сомнение взаимосвязь между биотехнологией и художественной культурой. Эта инсталляция была представлена ​​в Перте , Ливерпуле , Люксембурге .

Клонирование

Важной областью знаний в современных биотехнологиях является клонирование. Вот уже на протяжении нескольких десятилетий ученые пытаются создать идентичных потомков, не прибегая к половому размножению

В процессе клонирования должен получиться организм, который похож на родительский не только внешне, но и генной информацией.

В природе процесс клонирования распространен среди некоторых живых организмов. Если у человека рождаются однояйцевые близнецы, то их можно считать естественными клонами.

Впервые клонирование провели в 1997 году, когда искусственно создали овцу Долли. И уже в конце ХХ века ученые стали говорить о возможности клонирования человека. Кроме того, исследовалось такое понятие, как частичное клонирование. То есть можно воссоздавать не целый организм, а его отдельные части или ткани. Если усовершенствовать этот метод, то можно получить «идеального донора». Кроме того, клонирование поможет сохранить редкие виды животных или восстановить исчезнувшие популяции.