Развитие биотехнологий в Казахстане Мукашева Гаухар (магистратура специальности «География» 1 курс)

Развитие биотехнологий в Казахстане
Мукашева Гаухар
(магистратура специальности «География» 1 курс)
В наши дни, биотехнология становится одним из лидирующих
направлений, которое имеет большое макроэкономическое значение.
Развитые страны уделяют развитию этой науки огромное значение,
соответственно, во всех ведущих странах мира разработаны и притворены в
жизнь национальные и международные программы по биотехнологии,
которые финансируются как государством, так и частным капиталом. Таким
образом, ежегодный прирост мирового рынка биотехнологий составляет
примерно 7%.
В наши дни, на долю США приходится больше половины оборота
современной
мировой
биоиндустрии,
объемы
финансирования
биотехнологии в США составляет около $100 млрд. В настоящее время
биотехнология стремительно выдвинулась на ведущие позиции научнотехнического прогресса и это обусловлено рядом ее особенностей:
1) биотехнологическое производство, по сути своей, считается в
высшей степени наукоемким производством, отсюда следует, что его
развитие ведет за собой значительное повышение эффективности экономики;
2) в сфере биотехнологии, как ни в одном из других разделов
современной науки бывает трудно разграничить как фундаментальные
исследования, так и прикладные соответственно. Это находит свое
отражение в том, что в сфере биотехнологии практически отсутствует
временной разрыв между получением фундаментального результата и
разработкой технологий, позволяющих осуществить его практическое
освоение;
3) технологии, основывающиеся на использовании клеток и
биологических молекул, располагают большими возможностями в
использовании природного разнообразия, результаты фундаментальных
биотехнологических исследований обладают относительно хорошей
программируемостью и потенциальной практической важностью;
4) существует возможность замены не возобновляемых ресурсов
возобновляемыми. Это наука расценивается как средство разрешения проблем, связанных с дефицитом не возобновляемых природных ресурсов.
Биотехнология в сфере медицине.
В медицине, биотехнологические приемы и методы составляют
ведущую роль, при создании новых биологически активных веществ и
лекарственных препаратов, предназначенных для ранней диагностики и
лечения различных заболеваний. Антибиотики - самый объемный класс
фармацевтических соединений, получение которых осуществляется с
помощью микробиологического синтеза. Существует возможность
созданиягенноинженерных штаммов кишечной палочки, дрожжей,
культивируемых клеток млекопитающих и насекомых, используемых для
получения ростового гормона, инсулина и интерферона человека, различных
ферментов и противовирусных вакцин. Изменяя нуклеотидную
последовательность в генах, кодирующих соответствующие белки,
становится возможным оптимизация структуры ферментов, гормонов и
антигенов (так наз. Белковая инженерия). Важнейшим открытием стала
разработанная в 1975 Г. Келером и С. Мильштейном техника использования
гибридом для получения моноклональных антител желаемой специфичности.
Моноклональные антитела используют как уникальные реагенты, для
диагностики и лечения различных заболеваний.
Биотехнология в отрасли сельского хозяйства.
Вклад биотехнологии в сельскохозяйственное производство,включает
в себя облегчение традиционных методов селекции растений и животных, а
также разработку новых технологий, позволяющих повысить эффективность
сельскохозяйственную отрасль. Многими странами используются методы
генетической и клеточной инженерии, при которых
созданы
высокопроизводительные и устойчивые к вредителям, болезням, гербицидам
сорта сельскохозяйственных растений. Разработана техника оздоровления
растений от накопленных инфекций, что особенно важно для вегетативно
размножающихся культур (картофель и др..). Являясь одной из важнейших
проблем биотехнологии, во всем мире широко исследуются пути управления
процессом азотфиксации, в том числе возможность введения генов
азотфиксации в геном полезных растений, а также процессом фотосинтеза.
Ведутся исследования по улучшению аминокислотного состава
растительных белков. Разрабатываются новые регуляторы роста растений,
микробиологические средства защиты растений от болезней и вредителей, а
также бактериальные удобрения. Генноинженерные вакцины, сыворотки,
моноклональные антитела используются для профилактики, диагностики и
терапии основных болезней сельскохозяйственных животных. При создании
более
эффективных
технологий
племенного
дела
применяют
генноинженерный гормон роста, а также технику трансплантации и
микроманипуляций на эмбрионах домашних животных. Для повышения
продуктивности животных используют кормовой белок, полученный путем
микробиологического синтеза.
Биотехнология, как основа в производстве.
В пищевой промышленности уже на современном техническом
уровне широко применяют биотехнологические процессы с использованием
микроорганизмов
и
ферментов.
Промышленное
выращивания
микроорганизмов, растительной и животной клетки используют для
получения многих ценных соединений - гормонов, ферментов, аминокислот,
витаминов, антибиотиков, метанола, органических кислот (молочной,
уксусной,
лимонной)
и
т.д.
С помощью микроорганизмов проводят биотрансформацию одних
органических соединений в другие (например, сорбита во фруктозу).
Широкое
применение
в
различных
производствах
получили
иммобилизованные ферменты. Для выделения биологически активных
веществ из сложных смесей используют моноклональные антитела.
А. С. Спириным в 1985-88 разработаны принципы бесклеточного синтеза
белка, когда вместо клеток применяются специальные биореакторы,
содержащие необходимый набор очищенных клеточных компонентов. Этот
метод позволяет получать различные типы белков и может быть
эффективным в производстве. Многие промышленных технологий
заменяются технологиями, использующими ферменты и микроорганизмы.
Такие биотехнологические методы переработки сельскохозяйственных,
промышленных и бытовых отходов, очистки и использования сточных вод
для получения биогаза и удобрений. В ряде стран с помощью
микроорганизмов получают этиловый спирт, используют как топливо для
автомобилей (в Бразилии, где топливный спирт широко применяется, его
получают из сахарного тростника и других растений). На способности
различных бактерий переводить металлы в растворимые соединения или
накапливать их в себе основан извлечение многих металлов из бедных руд
или сточных вод.
Развитие биотехнологий в Казахстане.
Для каждой страны, в том числе и Казахстана, важными являются
вопросы дальнейшего развития, будь это здоровье нации, экономическая
устойчивость или обороноспособность. В решении этих вопросов важное
значение отводится биотехнологии, которая аккумулирует в себе достижения
самых наукоемких отраслей, тем самым, стимулируя их развитие,
распространяет достигнутый результат на все остальные отрасли, тем самым
позволяя им динамично продвигаться на совершенно иной качественный
уровень.
Для сравнения, объем финансирования биотехнологии в США
составляет 100 млрд. долл. США, в Китае - 1 млрд. долл. США, в России 0,04 млрд. долл. США в год, в то время как в Казахстане на 2008 год в
бюджете республики на целевые исследования и разработки в области
биотехнологии была выделена сумма порядка $28 млн. (3,5 млрд тенге).
В настоящее время казахстанские ученые добились значительных
успехов в сфере биотехнологий. В Казахстане активно развивается
биологическая инженерия растений. В частности, на основе методов
биотехнологии
получены
высокопродуктивные
формы
сельскохозяйственных культур, устойчивые к стрессовым факторам и
болезням. Культивированные новые сорта риса "Алтынай", "Баканасский" и
"Мадина", дали урожай на четверть превышающий традиционные сорта.
Также были получены 5 высокопродуктивных мягких сортов пшеницы и
устойчивые к болезням сорта высокобелковой фасоли "Актатти" и
"Джунгарская".
В
городе
Костанай,
на
базе республиканского
госпредприятия "Казак Тулпары", ведуться работы по развитию первой в
стране лаборатории экспертизы ДНК животных.
Стратегия
«Казахстан-2050»
закладывает
новый
курс,
ориентированный на построение устойчивой и эффективной модели развития
экономики, основанной на переходе на «зеленый» путь развития, который
несет в себе удовлетворение потребностей текущего времени и заботу о
будущих поколениях. Важность биотехнологий для развития экономики
Казахстана трудно переоценить. В свете Стратегии «Казахстан-2050», в
необходимости коренной технологической модернизации промышленного
производства, роль биотехнологий будет неуклонно стремиться вверх.
Предпосылками для разработки концепции развития биотехнологии в
РК до 2025 года являются:
1.Переход Республики Казахстан к «зеленой экономике» в части
обеспечения устойчивого развития страны, повышения эффективности
использования ресурсов и управления ими с минимизацией нагрузки на
окружающую среду, развитие устойчивого и высокопроизводительного
сельского хозяйства, управление отходами и обработка материалов в
условиях замкнутого цикла
2. Забота о здоровье нации, как основы успешного будущего согласно
Стратегии «Казахстан-2050
3. Биотехнологии – сектор экономики будущего согласно
Государственной
программы
по
форсированному
индустриальноинновационному развитию Республики Казахстан. К сожаланию, доля
Казахстана на рынке биотехнологий на сегодняшний день практически равна
нулю, эти показатели составляют в США – 42%, в Евросоюзе – 22%, в Китае
– 10%, Индии – 2%, России – 0,2%.
4. Институциональные и социальные двигатели биотехнологии в
Казахстане. Комплексное развитие биотехнологий в Казахстане возможно
благодаря сложившейся в настоящее время научной инфраструктуре и
системе образования. Реализованы реформы в научной сфере. В настоящее
время реализуются 10 научно-технических программ в области
биотехнологии. Исследованиями по различным направлениям биотехнологии
в Казахстане занимаются около 30-ти научных организаций,
подведомственных МОН РК, МЗ РК и МСХ РК. Количество вузов в
Казахстане, обучающих по специальности «Биотехнология» – 21. Общее
количество выпущенных бакалавров – 3907. Количество PhD по
специальности связанным с биотехнологиями – 21.
Целью Концепции должно являться создание в Республике Казахстан
инновационной биоиндустрии, основа которой лежиь на широкомасштабном
внедрении современных биотехнологий в ведущие отрасли экономики.
Рассчитанная на перспективу Концепция должна быть призвана реализовать
потенциал биотехнологии, а также создать новые предпосылки для
опережающего развития инновационных разработок в этой области.
Основные задачи Концепции:
а) Разработка комплексной программы по биотехнологии,
направленной
на
инновационное
развитие
медицинской,
сельскохозяйственной,
пищевой,
экологической
и
промышленной
биотехнологии.
b) Формирование механизмов государственной поддержки,
координации и управления развития отечественной биотехнологии.
c) Создание и развитие научно-исследовательской, опытнопроизводственной и индустриально- инновационной инфраструктуры для
поддержки биотехнологии
d) Создание современных образовательных программ и системы
подготовки специалистов в сфере биотехнологии
e) Сохранение биоразнообразия и биомассы как основы
биоэкономики;
Реализация цели Концепции включает три этапа:
Первый этап (2014-2015 гг.) - подготовительный Цель реализации
первого этапа –исследование потребностей внутреннего рынка в
биотехнологической продукции и технология; создание системы содействия
продвижения биотехнологической продукции на внутреннем рынке;
исследование и выявление научно-технологического задела в сфере
биотехнологий.
Второй этап Концепции (2016-2020 гг.) – инфраструктурный. Цель
реализации второго этапа - формирование институциональной основы для
модернизации биотехнологической базы для различных отраслей народного
хозяйства. Интеграция научного сектора в систему производства биознаний с
выходом на прорывные и радикальные инновации; создание новых
производств и расширение производственных мощностей.
Третий этап Концепции (2020-2025 гг.) – масштабирование
перспективных биотехнологических производств. Цель третьего этапа выход на целевые показатели программы.
Основные направления развития биотехнологий:
Сельское хозяйство. Современная биотехнология используется с
целью выведению новых сортов растений и животных с улучшенными
чертами, разработки новых диагностических инструментов, передовых
методов размножения растений и животных, а также терапии и вакцин для
лечения и профилактики ветеринарных заболеваний.
Здравоохранение. Существуют три основные области, в которых
биотехнологии могут быть эффективно использованы для охраны здоровья:
терапия, диагностика и фармакогеномика. Кроме того, есть еще две области,
где биотехнология может найти применение для здоровья: функциональные
продукты питания и биологически активные добавки (БАДы) и медицинское
оборудование – биосенсоры и искусственные органы. Индустриальная
биотехнология.
Индустриальная биотехнология используется в производстве
химических веществ и биоматериалов, а также нашла широкое применение в
добыче полезных ископаемых. Множество промышленных процессов
основаны на ферментах, которые получают используя генномодифицированные микроорганизмы или с помощью современной
биотехнологии.
Конечно, на фоне поразительных достижений мировых ученых в
области биотехнологий, например, таких как создание нанороботов путем
замены органических частей микроорганизмов на неорганические, успехи
Казахстана выглядят не так ярко. Но, как считают в МОН РК, у
казахстанских биотехнологий имеется достаточный потенциал, чтобы в
будущем стать значимым сектором экономики.
Список использованных источников:
1. Сайт http://www.biocenter.kz
2. Научная статья «КАЗАХСТАН: "Биохим" - Казахстанское детище
стратегического курса на развитие высоких технологий»
3. Научная статья «Необходимость развития рынка ферментов для
зерноперерабатывающей и пищевой промышленности в Казахстане»
4. http://articles.gazeta.kz/articles/biotekhnologii-kazakhstana-vchera-segodnyazavtra-articleID71660.html