Презентация биотехнологического комплекса в Министерстве науки и образования РФ. Она рассказала, что впервые конференцию организуют два ведущих вуза по подготовке специалистов для различных отраслей биотехнологии. Посмотрите презентацию на 13 слайдах, которую биотехнология использовала для привлечения 120 миллионов долларов. Антипирены по-прежнему остаются токсичной проблемой жилищ Читать далее. Главная Наука ГЛАВНЫЕ НОВОСТИ Биотехнологии. Новый выпуск журнала «НАУКА из первых рук» вышел «по следам» всероссийской конференции с международным участием «Биотехнология – медицине будущего».
Большой сборник презентаций в помощь школьнику.
- РОСБИОТЕХ-2024: инновационные биотехнологии в медицине, промышленности и сельском хозяйстве
- Биотехнологии
- Слайд 2: Основополагающий вопрос
- Биотехнология
- Слайд 2: Основополагающий вопрос
Медицинские новинки: редактирование генов, компьютер внутри человека и лекарство от рака
Клонирование может позволить реставрировать давно погибшие виды. Воспроизвести копии выдающихся по продуктивности животныхрекордистов. Клонирование человека Клони рование англ. Объекты, полученные в результате клонирования, называются клонами. Промышленная биотехнология Аборт искусственный аборт, от лат. По современным медицинским стандартам, аборт проводится, как правило, при сроке до 20 недель беременности или, если срок беременности неизвестен, при весе плода до 400 г Эвтана зия от греч. Клони рование англ.
Ноги заканчивались поплавком, и вся конструкция была помещена в сосуд с питательным раствором. Мышечные клетки хоть и искусственные, но живые, поэтому требовали подвода питания.
Сокращение мышц происходило после пропускания тока через жидкость вблизи мышц от одного электрода к другому. Учёные вручную приближали электроды то к одной ноге, то к другой, заставляя их подниматься и совершать шажок вперёд. Отключение тока расслабляло мышцы, и нога совершала движение. Таким образом, были проверены режимы ходьбы по прямой и развороты на месте, когда сокращалась только одна мышца на той или иной ноге. Поднесённые к ноге робота электроды, по которым через жидкость и мышцу пропускается ток Учёные отметили, что предложенное ими решение работает, и робот с живыми мышцами способен перемещаться и совершать манёвры на местности. В будущем они планируют разработать устройства подвода питания к мышцам, чтобы они могли работать на воздухе, а также эффективные схемы подачи электрических сигналов для управления движением. Можно не сомневаться, что исследователи найдут удобное решение. Ранее мы рассказывали, например, что японские учёные смогли научить роботов обрастать кожей из живых человеческих клеток, хотя это уже другая история.
Первый шаг в этом направлении сделали российские разработчики. Впервые в мире под присмотром хирурга робот самостоятельно восстановил повреждение мягких тканей пациента непосредственно на ране без какой-либо предварительной подготовки. Источник изображений: НИТУ МИСИС «Мы сделали первый шаг в то будущее, в котором хирурги будут не просто манипулировать роботическими системами, но роботы будут полноправными автономными участниками операций. Создан важнейший прецедент использования биопринтера для залечивания крупных повреждений мягких тканей сразу на пациенте без предварительной подготовки 3Д-моделей и без необходимости имплантации напечатанных заранее эквивалентов ткани», — сообщил директор Института биомедицинской инженерии НИТУ МИСИС Фёдор Сенатов. Её главной особенностью стало использование коммерчески доступной компонентной базы. В частности, роботизированного манипулятора белорусской компании Rozum Robotics. Печать непосредственно на ране представляется наиболее быстрым и доступным способом восстановить ткани пациента. До сих пор для этого ткани для восстановления выращивались отдельно в стерильных условиях, что требовало времени и затрат.
Роботизированный комплекс сразу в процессе операции сканировал рану, создавал её 3D-модель и корректировал заполнение с учётом перемещений тела, например, в процессе дыхания. Ранее комплекс был испытан на животных и показал свою состоятельность. Первая операция на человеке была проведена в Главном Военном Клиническом Госпитале им. Живые клетки для «чернил» принтера брались из костного мозга пациента. Композиция состоит из смеси высокоочищенного концентрированного стерильного раствора коллагена и клеток. Такая методика проводилась впервые, она особенно актуальна при множественных осколочных ранениях конечностей, когда донорский ресурс ограничен. При обширных ранениях в перспективе мы планируем сканировать тело полностью и замещать все раны таким методом. Это ускорит время их заживления и позволит сократить время пребывания пациентов в стационаре», — подчеркнул травматолог-ортопед 1 квалификационной категории, хирург Владимир Беседин, контролировавший операцию в ГВКГ им.
Как отметил директор Института биомедицинской инженерии НИТУ МИСИС Фёдор Сенатов, в скором будущем мы можем ожидать более масштабного внедрения в клиническую практику технологии биопечати in situ непосредственно в рану. Колония живых нейронов обучалась быстрее искусственных моделей с почти таким же результатом. Если отбросить вопрос с этикой, до проблем с которой пока далеко, живые клетки человеческого мозга могут превзойти современные и будущие нейронные сети, работающие на кремниевых чипах, как по производительности, так и по экономическим соображениям. Источник изображений: Nature Electronics С помощью стволовых клеток учёные вырастили так называемый органоид мозга — объёмную колонию клеток, повторяющих структуру нейронов и их связей в мозге. Это не первый и наверняка не последний эксперимент с живыми клетками, позаимствованными у человека. Ранее органоид мозга, например, научили игре в «Понг», с чем он успешно справился. В таких исследованиях самым сложным бывает донести информацию до «мозга» и считать её. Группа профессора Го Фэня из Университета штата Индиана в Блумингтоне США предложила достаточно простое решение — они вырастили органоид на высокоплотном массиве электродов.
Электроды, а это, по сути, компьютерный интерфейс, вносили данные в клетки «мозга» и считывали результат его последующей активности. Тем самым на практике была реализована такая архитектура спайковой импульсной нейросети, как резервуарная. Что происходило в массиве нейронов, учёным было неизвестно, но условно живая модель показала способность к быстрому обучению и расчётам. Свою нейросеть учёные назвали Brainoware. Система прошла двухдневное обучение на наборе из 240 аудиозаписей речи восьми японских мужчин, произносящих гласные звуки. Также система смогла решать уравнения по отображениям Эно примерно с такой же точностью. На это ушло ещё четыре дня обучения. Более того, решение дифференциальных уравнений проходило с большей точностью, чем в случае искусственной нейронной сети без блока длинной цепи элементов краткосрочной памяти.
Мозг Brainoware в «возрасте» 7, 14, 28 дней и через несколько месяцев нижний ряд в увеличенном виде Живой искусственный «мозг» был не такой точный, как искусственные нейронные сети с длинной цепью элементов краткосрочной памяти, но каждая из этих сетей прошла 50 этапов обучения. Для этого раствор армируется волокнами со спорами особых бактерий. Разработка может избавить от дорогостоящих ремонтных работ, что также снизит потребность в стройматериале, производство которого наносит один из тяжёлых уронов окружающей среде. Источник изображения: Drexel University Человечество бесконечно строит и ремонтирует. Бетон стал самым востребованным материалом в этом процессе. Самовосстанавливающиеся бетонные конструкции помогли бы сэкономить на средствах для ремонта, и это также сократило бы вредные выбросы в атмосферу. Группа физиков, химиков, биологов, материаловедов и строителей из Дрексельского университета нашла возможное решение проблемы. Учёным давно известны бактерии, которые минерализуют добытый из воздуха углерод, превращая его в «камень».
Если в трещинах бетона поселить колонии таких бактерий, то они самостоятельно заполнят трещины минералами и сцементируют её края. Исследователи подобрали перспективный для поставленной задачи штамм бактерий Lysinibacillus sphaericus. Оставался вопрос, как сохранить бактерии и активировать их только для случая появления трещин. Для этого споры бактерий поместили в гидрогель и покрыли всё это полимерной оболочкой. Получилась тончайшая полимерная арматура, которая сама по себе придавала бетону дополнительную прочность.
Работа ежегодной конференции охватывает следующие направления: «Сельскохозяйственная биотехнология»; «Пищевая биотехнология»; «Биоинформатика, клеточная и генетическая инженерия»; Медицинская биотехнология и биофармацевтика»; «Экология, биоэнергетика и биогеотехнология»; Секция «Промышленная биотехнология и производство БАВ». Заявлены как очные выступления учёных, так и постерная сессия. Организовано дистанционное участие молодых ученых из нашего университета. В рамках конференции проходило заседание Федерального УМО в системе высшего образования по укрупненной группе специальностей и направлений подготовки 19.
Миф это или реальность? Основополагающий вопрос Изображение слайда Слайд 3: Проблемные вопросы «Красная» биотехнология— производство биофармацевтических препаратов для диагностики и лечения различных заболеваний человека и коррекции генетического кода.
Комментарии
- Презентация, доклад по теме Биотехнологии
- Презентация. Биотехнология. 10 класс презентация
- «Умная» диагностика
- Биотехнологии — последние и свежие новости сегодня и за 2024 год на | Известия
Презентация, доклад по теме Биотехнологии
Главная Работы на конкурс Предметное образование Естественно-научные дисциплины Презентация к исследовательской работе «Зеленые биотехнологии». Ознакомиться с основными понятиями биотехнологии, узнать сферы ее применения. Привлечены партнеры из ERA-Net EuroTransBio (ETB). (эффективный инструмент финансирования малых предприятий, работающих в области современных биотехнологий). Вы можете ознакомиться и скачать Биотехнология Направления развития и достижения. Презентация содержит 20 слайдов. Биотехнология в будущем даст человечеству огромные возможности не только в медицине, но и в других направлениях современных наук. Главная» Новости» Конференции по биотехнологии в 2024 году в россии.
Презентация факультета биотехнологии и промышленной экологии
| Презентация: Биотехнология | Дисперсия света Презентация к уроку Электрический ток в различных средах Презентация для классного часа. |
| Презентация программы «Клеточная и молекулярная биотехнология» — Video | VK | Новости из мира биотехнологий. If you have Telegram, you can view and join БиоТехнологии right away. |
Отраслевые биотехнологии
Фото Пипетка, уронившая синий химикат образца на молодое растение в пробирке, концепция исследования биотехнологии. Биотехнологии являются одной из самых быстрорастущих и инновационных отраслей. Генная инженерия - Мировые площади занятые трансгенными культурами - Направления клеточной. Биотехнологии: читайте последние новости по тегу в ленте новостей на сайте MK. В Минобороны допустили применение США биотехнологий в наступательных целях. Сегодня биотехнологии являются инструментом для сохранения здоровья практически по всем факторам внешней среды, кроме привычек.
Презентация биотехнологического комплекса в Министерстве науки и образования РФ
биотехнологии», доктор биологических наук, профессор, академик. Биотехнологии презентация - Биотехнология презентация Биотехнология презентация Генная и клеточная инженерия Биотехнология презентация. ЗАДАЧИ, МЕТОДЫ И ДОСТИЖЕНИЯ - Презентация абсолютно бесплатно.
Достижения биотехнологии
Скачать Первый слайд презентации: Биотехнология «Нет ничего более изобретательного, чем сама природа…А человек - ее венец, который может многое изменить…» Цицерон Биотехнология Изображение слайда Слайд 2: Основополагающий вопрос Ученые утверждают, что биотехнология открывает новую эру взаимодействия человека с окружающей средой и, особенно, с живым веществом биосферы. Миф это или реальность?
Современные биотехнологии и проблемы биоэтики Выполнила студентка VI Зарегистрируйтесь, чтобы просмотреть полный документ! Современная биотехнология - генная инженерия - клеточная инженерия: клонирование - промышленная биотехнология 2. Биоэтика - аборт - эвтаназия - клонирование - пересадка огранов - суррогатное материнство - смена пола Биотехнология — использование процессов жизнедеятельности организмов для получения промышленным способом необходимой человеку продукции. При раскопках Вавилона на дощечке, которая датируется примерно 6 -м тысячелетием до н. В 3 -м тысячелетии до н. Не менее древними биотехнологическими процессами являются виноделие, хлебопечение и получение молочнокислых продуктов.
Современная лаборатория генной инженерии Клеточная инженерия конструирование клеток нового типа n Из отдельных клеток получают целые, нормально развитые организмы n Клонирование млекопитающих Процесс создания клеток нового типа на основе гибридизации, реконструкции и культивирования соматических клеток.
Большая часть таких потенциальных терапевтических препаратов направлена против инфекционных вирус гриппа, вирус Зика, цитомегаловирус и др. Белки как лекарство Огромные успехи синтетической биологии за последние годы отразились и в разработке технологий производства терапевтических белков, уже широко применяющихся в клинике.
В первую очередь это относится к противоопухолевым антителам, с помощью которых стала возможной эффективная терапия целого ряда онкологических заболеваний. Сейчас появляются все новые противоопухолевые белковые препараты. С использованием методов генной инженерии был получен ряд структурных аналогов лактаптина, из которых был выбран наиболее эффективный.
Испытания на лабораторных животных подтвердили безопасность препарата и его противоопухолевую и антиметастатическую активность в отношении ряда опухолей человека. Уже разработана технология получения лактаптина в субстанции и лекарственной форме, изготовлены первые экспериментальные партии препарата. Терапевтические антитела все шире применяются и для лечения вирусных инфекций.
Препарат прошел все доклинические испытания, доказав свою высокую эффективность. Оказалось, что защитные свойства искусственного антитела в сто раз выше, чем коммерческого препарата антител, получаемого из сыворотки доноров. Вторжение в наследственность Открытия последних лет расширили возможности генотерапии, которые до недавнего времени представлялась фантастикой.
При «ремонте» репарации таких нарушений можно исправлять мутации, ответственные за заболевания, или вводить в терапевтических целях новые генетические элементы. Редактирование генов открывает перспективы радикального решения проблемы генетических заболеваний путем модификации генома при использовании экстракорпорального оплодотворения. Принципиальная возможность направленного изменения генов эмбриона человека уже доказана экспериментально, и создание технологии, обеспечивающей появление на свет детей, свободных от наследственных заболеваний, задача ближайшего будущего.
С помощью геномного редактирования можно не только «исправлять» гены: этот подход можно использовать для борьбы с вирусными инфекциями, не поддающимися обычной терапии. Речь идет о вирусах, встраивающих свой геном в клеточные структуры организма, где он оказывается недоступным для современных противовирусных препаратов. Системы геномного редактирования могут инактивировать вирусную ДНК внутри клетки, разрезав ее на безопасные фрагменты либо внеся в нее инактивирующие мутации.
Кроме того, для успешной борьбы с опасными вирусными инфекциями необходимо решить проблему эффективной доставки терапевтических агентов в целевые клетки. В ведущих странах уже проходят клинические испытания клеточных технологий, разработанных для лечения аутоиммунных, аллергических, онкологических и хронических вирусных заболеваний. В России пионерные работы по созданию средств терапии на основе стволовых клеток и клеточных вакцин были выполнены в Институте фундаментальной и клинической иммунологии СО РАН Новосибирск.
В результате исследований были разработаны методы лечения онкологических заболеваний, гепатита В и аутоиммунных заболеваний, которые уже начали применяться в клинике в экспериментальном режиме. Чрезвычайно актуальными в наши дни стали проекты создания банков культур клеток пациентов с наследственными и онкологическими заболеваниями для тестирования фармакологических препаратов. В Новосибирском научном центре такой проект уже реализуется межинститутским коллективом под руководством проф.
Новосибирские специалисты отработали технологии внесения мутаций в культивируемые клетки человека, в результате чего были получены клеточные модели таких заболеваний, как боковой амиотрофический склероз, болезнь Альцгеймера, спинальная мышечная атрофия, синдром удлиненного интервала QT и гипертрофическая кардиомиопатия. Разработка методов получения из обычных соматических клеток плюрипотентных стволовых, способных превратиться в любую клетку взрослого организма, привела и к появлению клеточной инженерии, позволяющей восстанавливать пораженные структуры организма. Удивительно быстро развиваются технологии получения трехмерных структур для клеточной и тканевой инженерии на основе биоразрушаемых полимеров: протезов сосудов, трехмерных матриксов для выращивания хрящевой ткани и конструирования искусственных органов.
Мешалкина Новосибирск разработали технологию создания протезов сосудов и сердечных клапанов методом электроспиннинга. С помощью этой технологии из раствора полимера можно получить волокна толщиной от десятков нанометров до нескольких микрон. В результате серии экспериментов удалось отобрать изделия с выдающимися физическими характеристиками, которые сейчас успешно проходят доклинические испытания.
Благодаря высокой био- и гемосовместимости такие протезы со временем замещаются собственными тканями организма. Микробиом как объект и субъект терапии К настоящему времени хорошо изучены и расшифрованы геномы многих микроорганизмов, поражающих человека. Существенный вклад в эту область исследований внесли и отечественные ученые.
Также были изучены микробные сообщества, ассоциированные с различными видами опасных для человека клещей. В развитых странах сегодня активно ведутся работы, направленные на создание средств регуляции микробиома организма человека, в первую очередь его пищеварительного тракта. Как оказалось, от состава микробиома кишечника в огромной степени зависит состояние здоровья.
Методы воздействия на микробиом уже существуют: например, обогащение его новыми терапевтическими бактериями, использование пробиотиков, благоприятствующих размножению полезных бактерий, а также прием бактериофагов вирусов бактерий , избирательно убивающих «вредные» микроорганизмы. В последнее время работы по созданию средств терапии на основе бактериофагов активизировались во всем мире в связи с проблемой распространения лекарственно-устойчивых бактерий.
В последнее время особое внимание уделяется возможностям корректировки отклонений в составе кишечной микрофлоры человека, которые ассоциированы с развитием большого числа патологических состояний. Подробнее Такую задачу можно решить, обеспечив постоянный эффективный контроль за состоянием организма, который позволил бы избегать действия неблагоприятных факторов и предупреждать развитие заболевания, выявляя патологический процесс на самом раннем этапе, и ликвидировать саму причину возникновения болезни. В этом смысле основную задачу медицины будущего можно сформулировать как «управление здоровьем». Сделать это вполне реально, если иметь полную информацию о наследственности человека и обеспечить мониторинг ключевых показателей состояния организма. Отдельно стоит выделить создание методов ранней неинвазивной диагностики жидкостная биопсия опухолевых заболеваний, основанных на анализе внеклеточной ДНК и РНК. Источником таких нуклеиновых кислот служат как погибшие, так и живые клетки. В норме их концентрация относительно низка, но обычно возрастает при стрессе и развитии патологических процессов. При возникновении злокачественной опухоли в кровоток попадают нуклеиновые кислоты, выделяемые раковыми клетками, и такие характерные циркулирующие РНК и ДНК могут служить маркерами заболевания.
Сейчас на основе подобных маркеров разрабатываются подходы к ранней диагностике рака, методы прогнозирования риска его развития, а также оценки степени тяжести течения болезни и эффективности терапии. Например, в Институте химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН было показано, что при раке предстательной железы повышается степень метилирования определенных участков ДНК. Был разработан метод, позволяющий выделить из образцов крови циркулирующую ДНК и проанализировать характер ее метилирования. Этот способ может стать основой точной неинвазивной диагностики рака простаты, которой на сегодня не существует. Важным источником информации о состоянии здоровья могут служить так называемые некодирующие РНК, т. За последние годы было установлено, что в клетках образуется множество различных некодирующих РНК, участвующих в регуляции самых разных процессов на уровне клеток и целого организма. Изучение спектра микроРНК и длинных некодирующих РНК при различных состояниях открывает широкие возможности для быстрой и эффективной диагностики. УЗНАТЬ ВРАГА В ЛИЦО Современные технологии с применением биологических микрочипов позволяют быстро и эффективно идентифицировать возбудителей ряда болезней туберкулеза, СПИДа, гепатитов В и С, сибирской язвы, инфекций новорожденных , фиксировать наличие определенных биотоксинов, определять хромосомные транслокации при лейкозах, регистрировать белковые маркеры онкозаболеваний, определять генетическую предрасположенность к болезням и индивидуальную чувствительность к некоторым типам терапии. Технологии также можно использовать для генетической идентификации личности при проведении судебно-генетических экспертиз и формирования баз данных ДНК. В рамках первого проекта с участием специалистов ИМБ им.
Энгельгардта созданы микрочипы, позволяющие точно идентифицировать различные штаммы вирусов оспы и герпеса. Были разработаны два варианта конструкции микрочипов на стеклянной подложке и с гелевыми спотами , а также портативный флуоресцентный детектор для их анализа. Биочипы представляют собой миниатюрные приборы для параллельного анализа специфических биологических макромолекул. Идея создания подобных устройств родилась в Институте молекулярной биологии им. Энгельгардта Российской академии наук Москва еще в конце 1980-х гг. За короткое время биочиповые технологии выделились в самостоятельную область анализа с огромным спектром практических приложений, от исследования фундаментальных проблем молекулярной биологии и молекулярной эволюции до выявления лекарственно устойчивых штаммов бактерий. Сегодня в ИМБ РАН производятся и используются в медицинской практике оригинальные тест-системы для идентификации возбудителей ряда социально значимых инфекций, в том числе таких как туберкулез, с одновременным выявлением их резистентности к антимикробным препаратам; тест-системы для оценки индивидуальной переносимости препаратов группы цитостатиков и многое другое. На одном таком чипе на площади менее 2 см2 могут располагаться миллионы точек-спотов размером в несколько микрон. Такой биосенсор позволяет в реальном времени отслеживать взаимодействие биомолекул. Его составной частью является одна из таких взаимодействующих молекул, которая играет роль молекулярного зонда.
Зонд захватывает из анализируемого раствора молекулярную мишень, по наличию которой можно судить о конкретных характеристиках здоровья пациента. Глубокое понимание механизма возникновения заболевания, в который вовлечены нуклеиновые кислоты, дает возможность сконструировать терапевтические нуклеиновые кислоты, восполняющие утраченную функцию либо блокирующие возникшую патологию. Двуцепочечные молекулы нуклеиновых кислот, ДНК и РНК, формируются благодаря взаимодействию пар нуклеотидов, способных к взаимному узнаванию и образованию комплексов за счет формирования водородных связей. В Новосибирске были созданы и первые препараты ген-направленного действия для избирательной инактивации вирусных и некоторых клеточных РНК. Подобные ген-направленные терапевтические препараты сегодня активно разрабатываются на основе нуклеиновых кислот, их аналогов и конъюгатов антисмысловых олигонуклеотидов, интерферирующих РНК, аптамеров, систем геномного редактирования. Было доказано, что с помощью подобных соединений можно подавить функционирование определенных матричных РНК живой клетки, воздействуя на синтез белков, а также защитить клетки от вирусной инфекции. Так, олигонуклеотиды, комплементарные последовательности матричной РНК, подавляют экспрессию генов на стадии трансляции, т. Но терапевтические нуклеиновые кислоты могут вмешиваться и в другие молекулярно-биологические процессы, например, исправлять нарушения в процессе сплайсинга при созревании мРНК. Ведутся испытания ряда противовирусных и противовоспалительных препаратов, созданных на основе искусственных аналогов олигонуклеотидов, а некоторые из них уже начинают внедряться в клиническую практику.
Основные направления биотехнологии презентация - 83 фото
Для этого нужно правильно подобрать шрифт, учитывая, где и как будет происходить трансляция презентации, а также правильно подобрать сочетание фона и текста. Важно провести репетицию Вашего доклада, продумать, как Вы поздороваетесь с аудиторией, что скажете первым, как закончите презентацию. Все приходит с опытом. Правильно подберите наряд, так как одежда докладчика также играет большую роль в восприятии его выступления. Старайтесь говорить уверенно, плавно и связно.
Бионика рассматривает биологию и технику совсем с новой стороны, объясняя, какие общие черты и какие различия существуют в природе и в технике. Слайд 14 Биоремедиация Комплекс методов очистки вод, грунтов и атмосферы с использованием метаболического потенциала биологических объектов — растений, грибов, насекомых, червей и других организмов. Слайд 15 Описание слайда: Клонирование Появление естественным путем или получение нескольких генетически идентичных организмов путем бесполого в том числе вегетативного размножения. Термин «клонирование» в том же смысле нередко применяют и по отношению к клеткам многоклеточных организмов. Клонированием называют также получение нескольких идентичных копий наследственных молекул молекулярное клонирование. Наконец, клонированием также часто называют биотехнологические методы, используемые для искусственного получения клонов организмов, клеток или молекул. Группа генетически идентичных организмов или клеток — клон.
На мероприятии были вручены медали и дипломы победителям конкурсов инновационных разработок, проектов и стартапов. В этом году мероприятие проводится в 17 раз и традиционно было организовано при сотрудничестве трех отделений Российской академии наук: Отделения нанотехнологий и информационных технологий, Отделения медицинских наук и Отделения сельскохозяйственных наук РАН. На Форуме были представлены достижения в области фундаментальных и прикладных биотехнологических исследований. На площадке РОСБИОТЕХ-2024 прошли пленарные заседания, тематические сессии, круглые столы, выставка-презентация инновационных разработок в области биотехнологий для здравоохранения, пищевой промышленности и сельского хозяйства и награждение научно-исследовательских коллективов за актуальные разработки. Основная цель Форума — предоставить специалистам в фундаментальных и прикладных отраслях биотехнологий, медицины, фармацевтических и пищевых производств возможность презентовать свои исследования, наладить контакты, провести плодотворные научные дискуссии, в том числе для возможности инициирования совместных проектов — междисциплинарных и международных. На мероприятии встретились учёные и разработчики наукоёмких технологий из России, Индии, Китая, Ирана, Австралии, Кубы и других стран.
Первый шаг в этом направлении сделали российские разработчики. Впервые в мире под присмотром хирурга робот самостоятельно восстановил повреждение мягких тканей пациента непосредственно на ране без какой-либо предварительной подготовки. Источник изображений: НИТУ МИСИС «Мы сделали первый шаг в то будущее, в котором хирурги будут не просто манипулировать роботическими системами, но роботы будут полноправными автономными участниками операций. Создан важнейший прецедент использования биопринтера для залечивания крупных повреждений мягких тканей сразу на пациенте без предварительной подготовки 3Д-моделей и без необходимости имплантации напечатанных заранее эквивалентов ткани», — сообщил директор Института биомедицинской инженерии НИТУ МИСИС Фёдор Сенатов. Её главной особенностью стало использование коммерчески доступной компонентной базы. В частности, роботизированного манипулятора белорусской компании Rozum Robotics. Печать непосредственно на ране представляется наиболее быстрым и доступным способом восстановить ткани пациента. До сих пор для этого ткани для восстановления выращивались отдельно в стерильных условиях, что требовало времени и затрат. Роботизированный комплекс сразу в процессе операции сканировал рану, создавал её 3D-модель и корректировал заполнение с учётом перемещений тела, например, в процессе дыхания. Ранее комплекс был испытан на животных и показал свою состоятельность. Первая операция на человеке была проведена в Главном Военном Клиническом Госпитале им. Живые клетки для «чернил» принтера брались из костного мозга пациента. Композиция состоит из смеси высокоочищенного концентрированного стерильного раствора коллагена и клеток. Такая методика проводилась впервые, она особенно актуальна при множественных осколочных ранениях конечностей, когда донорский ресурс ограничен. При обширных ранениях в перспективе мы планируем сканировать тело полностью и замещать все раны таким методом. Это ускорит время их заживления и позволит сократить время пребывания пациентов в стационаре», — подчеркнул травматолог-ортопед 1 квалификационной категории, хирург Владимир Беседин, контролировавший операцию в ГВКГ им. Как отметил директор Института биомедицинской инженерии НИТУ МИСИС Фёдор Сенатов, в скором будущем мы можем ожидать более масштабного внедрения в клиническую практику технологии биопечати in situ непосредственно в рану. Колония живых нейронов обучалась быстрее искусственных моделей с почти таким же результатом. Если отбросить вопрос с этикой, до проблем с которой пока далеко, живые клетки человеческого мозга могут превзойти современные и будущие нейронные сети, работающие на кремниевых чипах, как по производительности, так и по экономическим соображениям. Источник изображений: Nature Electronics С помощью стволовых клеток учёные вырастили так называемый органоид мозга — объёмную колонию клеток, повторяющих структуру нейронов и их связей в мозге. Это не первый и наверняка не последний эксперимент с живыми клетками, позаимствованными у человека. Ранее органоид мозга, например, научили игре в «Понг», с чем он успешно справился. В таких исследованиях самым сложным бывает донести информацию до «мозга» и считать её. Группа профессора Го Фэня из Университета штата Индиана в Блумингтоне США предложила достаточно простое решение — они вырастили органоид на высокоплотном массиве электродов. Электроды, а это, по сути, компьютерный интерфейс, вносили данные в клетки «мозга» и считывали результат его последующей активности. Тем самым на практике была реализована такая архитектура спайковой импульсной нейросети, как резервуарная. Что происходило в массиве нейронов, учёным было неизвестно, но условно живая модель показала способность к быстрому обучению и расчётам. Свою нейросеть учёные назвали Brainoware. Система прошла двухдневное обучение на наборе из 240 аудиозаписей речи восьми японских мужчин, произносящих гласные звуки. Также система смогла решать уравнения по отображениям Эно примерно с такой же точностью. На это ушло ещё четыре дня обучения. Более того, решение дифференциальных уравнений проходило с большей точностью, чем в случае искусственной нейронной сети без блока длинной цепи элементов краткосрочной памяти. Мозг Brainoware в «возрасте» 7, 14, 28 дней и через несколько месяцев нижний ряд в увеличенном виде Живой искусственный «мозг» был не такой точный, как искусственные нейронные сети с длинной цепью элементов краткосрочной памяти, но каждая из этих сетей прошла 50 этапов обучения. Для этого раствор армируется волокнами со спорами особых бактерий. Разработка может избавить от дорогостоящих ремонтных работ, что также снизит потребность в стройматериале, производство которого наносит один из тяжёлых уронов окружающей среде. Источник изображения: Drexel University Человечество бесконечно строит и ремонтирует. Бетон стал самым востребованным материалом в этом процессе. Самовосстанавливающиеся бетонные конструкции помогли бы сэкономить на средствах для ремонта, и это также сократило бы вредные выбросы в атмосферу. Группа физиков, химиков, биологов, материаловедов и строителей из Дрексельского университета нашла возможное решение проблемы. Учёным давно известны бактерии, которые минерализуют добытый из воздуха углерод, превращая его в «камень». Если в трещинах бетона поселить колонии таких бактерий, то они самостоятельно заполнят трещины минералами и сцементируют её края. Исследователи подобрали перспективный для поставленной задачи штамм бактерий Lysinibacillus sphaericus. Оставался вопрос, как сохранить бактерии и активировать их только для случая появления трещин. Для этого споры бактерий поместили в гидрогель и покрыли всё это полимерной оболочкой. Получилась тончайшая полимерная арматура, которая сама по себе придавала бетону дополнительную прочность. Если в бетоне с полимерной арматурой возникала трещина, то когда она доходила до волокна, внутреннее давление высвобождало гидрогель и споры бактерий. Споры превращались в живых бактерий, которые питались кальцием и поглощали углерод из воздуха, образуя взамен минеральные соединения в виде карбоната кальция. Трещина зарастала с такой скоростью, которая обещает залечивать подобные раны в бетоне за сутки или двое. Разработанный учёными материал пока не годится для коммерческого применения, для этого с ним ещё предстоит много работы. Однако идея вполне рабочая и может со временем воплотиться в жизнь. Бактерии можно будет даже подселять лишь в трещины, не добавляя изначально в раствор. Ремонт сведётся до прогулки вдоль строений с бутылкой аэрозоля вместо замеса, вёдер с раствором, мастерков и всего вот этого. Ждём видео в интернете, как в домашних условиях вырастить полезных цементирующих бактерий, например, на перловке. Биологический материал включили в стандартный техпроцесс производства чипов, что обещает сделать его использование массовым. Сочетание кремния и биотехнологий позволяет гибридным электронным цепям реагировать одновременно на электрические и биологические сигналы, открывая путь к датчикам здоровья и нейропроцессорам.
Библиотека
- Медицинские новинки: редактирование генов, компьютер внутри человека и лекарство от рака
- Популярное
- Библиотека
- Презентация программы «Клеточная и молекулярная биотехнология» — Video
- Большой сборник презентаций в помощь школьнику.
- Основные направления биотехнологии презентация - 83 фото
Биотехнология
Главная» Новости» Конференции по биотехнологии в 2024 году в россии. Вы можете ознакомиться и скачать Биотехнология Направления развития и достижения. Презентация содержит 20 слайдов. производственное использование биологических агентов для получения ценных продуктов и осуществления целевых превращений в биотехнологических процессах.
Презентация на тему Перспективы развития биотехнологии
Новым объектом среди терапевтических нуклеиновых кислот является и сама матричная информационная РНК. При попадании в клетку мРНК действуют в ней как ее собственные. В результате клетка получает возможность производить белки, которые могут предотвратить или остановить развитие заболевания. Большая часть таких потенциальных терапевтических препаратов направлена против инфекционных вирус гриппа, вирус Зика, цитомегаловирус и др. Белки как лекарство Огромные успехи синтетической биологии за последние годы отразились и в разработке технологий производства терапевтических белков, уже широко применяющихся в клинике. В первую очередь это относится к противоопухолевым антителам, с помощью которых стала возможной эффективная терапия целого ряда онкологических заболеваний. Сейчас появляются все новые противоопухолевые белковые препараты.
С использованием методов генной инженерии был получен ряд структурных аналогов лактаптина, из которых был выбран наиболее эффективный. Испытания на лабораторных животных подтвердили безопасность препарата и его противоопухолевую и антиметастатическую активность в отношении ряда опухолей человека. Уже разработана технология получения лактаптина в субстанции и лекарственной форме, изготовлены первые экспериментальные партии препарата. Терапевтические антитела все шире применяются и для лечения вирусных инфекций. Препарат прошел все доклинические испытания, доказав свою высокую эффективность. Оказалось, что защитные свойства искусственного антитела в сто раз выше, чем коммерческого препарата антител, получаемого из сыворотки доноров.
Вторжение в наследственность Открытия последних лет расширили возможности генотерапии, которые до недавнего времени представлялась фантастикой. При «ремонте» репарации таких нарушений можно исправлять мутации, ответственные за заболевания, или вводить в терапевтических целях новые генетические элементы. Редактирование генов открывает перспективы радикального решения проблемы генетических заболеваний путем модификации генома при использовании экстракорпорального оплодотворения. Принципиальная возможность направленного изменения генов эмбриона человека уже доказана экспериментально, и создание технологии, обеспечивающей появление на свет детей, свободных от наследственных заболеваний, задача ближайшего будущего. С помощью геномного редактирования можно не только «исправлять» гены: этот подход можно использовать для борьбы с вирусными инфекциями, не поддающимися обычной терапии. Речь идет о вирусах, встраивающих свой геном в клеточные структуры организма, где он оказывается недоступным для современных противовирусных препаратов.
Системы геномного редактирования могут инактивировать вирусную ДНК внутри клетки, разрезав ее на безопасные фрагменты либо внеся в нее инактивирующие мутации. Кроме того, для успешной борьбы с опасными вирусными инфекциями необходимо решить проблему эффективной доставки терапевтических агентов в целевые клетки. В ведущих странах уже проходят клинические испытания клеточных технологий, разработанных для лечения аутоиммунных, аллергических, онкологических и хронических вирусных заболеваний. В России пионерные работы по созданию средств терапии на основе стволовых клеток и клеточных вакцин были выполнены в Институте фундаментальной и клинической иммунологии СО РАН Новосибирск. В результате исследований были разработаны методы лечения онкологических заболеваний, гепатита В и аутоиммунных заболеваний, которые уже начали применяться в клинике в экспериментальном режиме. Чрезвычайно актуальными в наши дни стали проекты создания банков культур клеток пациентов с наследственными и онкологическими заболеваниями для тестирования фармакологических препаратов.
В Новосибирском научном центре такой проект уже реализуется межинститутским коллективом под руководством проф. Новосибирские специалисты отработали технологии внесения мутаций в культивируемые клетки человека, в результате чего были получены клеточные модели таких заболеваний, как боковой амиотрофический склероз, болезнь Альцгеймера, спинальная мышечная атрофия, синдром удлиненного интервала QT и гипертрофическая кардиомиопатия. Разработка методов получения из обычных соматических клеток плюрипотентных стволовых, способных превратиться в любую клетку взрослого организма, привела и к появлению клеточной инженерии, позволяющей восстанавливать пораженные структуры организма. Удивительно быстро развиваются технологии получения трехмерных структур для клеточной и тканевой инженерии на основе биоразрушаемых полимеров: протезов сосудов, трехмерных матриксов для выращивания хрящевой ткани и конструирования искусственных органов. Мешалкина Новосибирск разработали технологию создания протезов сосудов и сердечных клапанов методом электроспиннинга. С помощью этой технологии из раствора полимера можно получить волокна толщиной от десятков нанометров до нескольких микрон.
В результате серии экспериментов удалось отобрать изделия с выдающимися физическими характеристиками, которые сейчас успешно проходят доклинические испытания. Благодаря высокой био- и гемосовместимости такие протезы со временем замещаются собственными тканями организма. Микробиом как объект и субъект терапии К настоящему времени хорошо изучены и расшифрованы геномы многих микроорганизмов, поражающих человека. Существенный вклад в эту область исследований внесли и отечественные ученые. Также были изучены микробные сообщества, ассоциированные с различными видами опасных для человека клещей. В развитых странах сегодня активно ведутся работы, направленные на создание средств регуляции микробиома организма человека, в первую очередь его пищеварительного тракта.
В последние годы сложилось впечатление, что крупные агропромышленные корпорации потихоньку сворачивают исследования по генной модификации растений и переключаются на более благодарную сферу деятельности - микроорганизмы. Корни биотехнологии применительно к микроорганизмам уходят в далёкое прошлое и связаны с хлебопечением, виноделием и другими способами приготовления пищи, известными человеку еще в древности. Например, брожение с участием микроорганизмов, было известно и широко применялось еще в древнем Вавилоне. Микроорганизмы синтезируют целый ряд ценных веществ. С развитием генной инженерии удается не только увеличить продуктивность биосинтеза, но и получать вещества, химическое производство которых ранее было невозможно.
Пищевые добавки, аминокислоты, витамины, ароматизаторы, ферменты — вот далеко не полный перечень веществ, которые получают при помощи генетически модифицированных микроорганизмов. В ряде случаев, биотехнологические методы производства этих соединений уже заменили традиционный химический синтез. Преимущества биотехнологического производства с использованием генетически модифицированных микроорганизмов очевидны: микроорганизмы быстро растут и, в большинстве случаев, легко культивируются. В отличие от традиционного химического синтеза, биосинтез протекает при нормальных условиях, а значит, для него не требуется создание таких дополнительных условий как повышенная температура, давление, или применение агрессивных химикатов. Генетически модифицированные микроорганизмы используются в настоящее время для производства фармацевтических препаратов, вакцин, продуктов тонкого органического синтеза, пищевых добавок и других сопутствующих соединений пищевой промышленности.
Вот только некоторые примеры продуктов микробного синтеза: витамин B2, витамин С, лимонная кислота, консерванты натамицин, низин, лизоцим, аминокислоты глутамат, аспартам, цистеин. Впечатляющим успехом является производство в промышленных масштабах человеческого инсулина, вырабатываемого генно-модифицированной кишечной палочкой. Кроме крупных корпораций, биосинтезом сейчас занялись небольшие стартапы, выращивающие генно-модифицированные дрожжи. Роботизированные системы тасуют гены иногда с умыслом, иногда случайным образом, получая и проверяя десятки тысяч штаммов в месяц. Наиболее удачные выращиваются на продажу в чанах вместимостью 200 тыс.
Таким образом им удается получать различные вещества, гораздо более дешевые, чем оригиналы — от пряностей ваниль, шафран, экстракты цитрусовых и сандалового дерева до лекарств пока известно о морфине и противомалярийном препарате артемизинине. Методы биосинтеза с использованием микроорганизмов встречают в мире гораздо меньшее сопротивление, чем выращивание генно-модифицированных растений. Связано это с тем соображением, что в качестве продукции биосинтеза человеком употребляются не сами микроорганизмы, а продукты их метаболизма. Считается, что методы контроля качества исключают попадание генетического кода бактерий и грибов в конечный продукт, и этот продукт ничем не отличается от природного оригинала. Нельзя, правда, не вспомнить о случае в США в конце 80-х годов, когда бактерия, генно-модифицированная для производства пищевой добавки триптофан, стала вдруг по неизвестным причинам также вырабатывать токсичное вещество этилен-бис-триптофан.
В результате употребления пищевой добавки погибло 38 человек, и более тысячи стали инвалидами. К счастью, в дальнейшем подобных крупных инцидентов не было зафиксировано. Перспективы: Очень хорошие. Единственные недовольные голоса раздаются от разоряющихся производителей тех натуральных веществ, чья продукция постепенно вытесняется биосинтезом. Впрочем, подобные соображения в мире ещё никого не останавливали.
Биотехнология активно применяется в целях очистки всех компонентов биосферы воды, почвы, воздуха и др. Кроме того, существенным является не только сам процесс очистки, но и возможность использования выделенных отходов в качестве вторичного сырья. Существуют микроорганизмы, для которых загрязнения, содержащиеся в сточных водах, являются питательными веществами. В начале ХХ века произошла революция в очистке сточных вод с помощью активного ила - сложной смеси микроорганизмов. Хотя при этом требуется перемешивать жидкость и непрерывно аэрировать её воздухом, такой способ позволяет перерабатывать большие объёмы стоков с самыми разнообразными загрязнениями от хозяйственно-бытовых до промышленных.
Оставшийся ил затем подвергают брожению с получением ценного удобрения. Многие выбросы в атмосферу содержат вредные или дурно пахнущие примеси. Для их очистки применяют биофильтры, заполненные насадкой, на которой закреплены специальные микроорганизмы. Вредные примеси сорбируются на насадке и затем потребляются и обезвреживаются микроорганизмами. С утилизацией твердых отходов дело обстоит сложнее.
Например, различные пластмассы, составляющие сейчас, наверное, основной компонент городских свалок, разлагаются в естественных условиях за сотни лет. Эффективной технологии микробиологической переработки пластмассы пока не найдено. Тем не менее, недавно появились сообщения, что на пластиковом мусоре, скапливающемся в океанах в виде плавучих островов, обнаружены обширные колонии микроорганизмов. На поверхности пластика при тщательном осмотре были найдены микроскопические трещины и ямки, появление которых косвенно демонстрирует способность данных микробов разлагать углеводороды. Это оставляет надежду на разработку технологии биодеградации пластмасс в ближайшем будущем.
Описаны также опыты по успешному очищению почвы от загрязнения пестицидами, ртутью и тяжелыми металлами. Опытные участки засеиваются модифицированными бактериями, способными перерабатывать или связывать опасные вещества. Причем бактерии высеиваются вместе с питательным веществом, дозировка которого строго рассчитана. По прошествии определенного срока времени питательное вещество заканчивается и бактерии, сделав своё дело, погибают. Так предотвращается неконтролируемый рост модифицированных бактерий.
Технология, безусловно, будет в дальнейшем развиваться. В 2010 году в Мексиканском заливе в ликвидации последствий разлива нефти участвовали бактерии-деструкторы, выведенные российскими учеными. Перспективы: С неизбежностью хорошие. Переработка промышленных и бытовых отходов микроорганизмами - дело, конечно, хлопотное. Особенно по сравнению с излюбленным традиционным методом утилизации - «свалил всё в овраг и забыл».
Однако непрекращающийся рост промышленного производства и вообще населения Земли просто не оставляют альтернатив биологическим методам переработки отходов и загрязнений. Биогаз — газ, получаемый водородным или метановым брожением биомассы.
На промышленную основу поставлен выпуск биологических средств борьбы с вредителями на основе использования их естественных врагов и паразитов, а также токсических продуктов, образуемых живыми организмами. Важное место в повышении урожайности растений отводится биологическим удобрениям, включающим в себя различные бактерии. Так, азотобактерин обогащает почву не только азотом, но и витаминами, фитогормонами и биорегуляторами. Препарат фосфобактерин превращает сложные органические соединения фосфора в простые, легко усвояемые растениями. Все большее распространение получает использование биогумуса — высокоэффективного естественного органического удобрения. Как показали исследования, биогумус существенно повышает плодородие почвы и ее устойчивость к водной и ветровой эрозии, быстро восстанавливает плодородие низкоплодородных участков, улучшает экологическую обстановку. Промышленное получение биогумуса освоено во многих странах Слайд 8 Метод: культура тканей Всё шире на промышленной основе применяется метод вегетативного размножения сельскохозяйственных растений культурой тканей. Он позволяет не только быстро размножать новые перспективные сорта растений, но и получить незараженный вирусами посадочный материал.
Слайд 9 Биотехнология в животноводстве В последние годы повышается интерес к дождевым червям как к источнику животного белка для сбалансирования кормовых рационом животных, птиц, рыб, пушных зверей, а также белковой добавки, обладающей лечебно-профилактическими свойствами. Для повышения продуктивности животных нужен полноценный корм. Микробиологическая промышленность выпускает кормовой белок на базе различных микроорганизмов - бактерий, грибов, дрожжей, водорослей. Как показали промышленные испытания, богатая белками биомасса одноклеточных организмов с высокой эффективностью усваивается сельскохозяйственными животными. Так, 1 т кормовых дрожжей позволяет сэкономить 5-7 т зерна. Клонирование овцы Долли в 1996 году Яном Вильмутом и его коллегами в Рослинском институте в Эдинбурге вызвало бурную реакцию во всем мире.
Препарат фосфобактерин превращает сложные органические соединения фосфора в простые, легко усвояемые растениями. Все большее распространение получает использование биогумуса — высокоэффективного естественного органического удобрения. Как показали исследования, биогумус существенно повышает плодородие почвы и ее устойчивость к водной и ветровой эрозии, быстро восстанавливает плодородие низкоплодородных участков, улучшает экологическую обстановку. Он позволяет не только быстро размножать новые перспективные сорта растений, но и получить незараженный вирусами посадочный материал. Для повышения продуктивности животных нужен полноценный корм. Микробиологическая промышленность выпускает кормовой белок на базе различных микроорганизмов - бактерий, грибов, дрожжей, водорослей. Как показали промышленные испытания, богатая белками биомасса одноклеточных организмов с высокой эффективностью усваивается сельскохозяйственными животными. Так, 1 т кормовых дрожжей позволяет сэкономить 5-7 т зерна. Долли была зачата из клетки молочной железы овцы, которой уже давно не было в живых, а ее клетки хранились в жидком азоте. Методика, с помощью которой была создана Долли, известна под названием "перенос ядра", то есть из неоплодотворенной яйцеклетки было удалено ядро, а вместо него помещено ядро из соматической клетки. В настоящее время с помощью биосинтеза получают антибиотики, ферменты, аминокислоты, гормоны. Например, гормоны раньше, как правило, получали из органов и тканей животных. Следовательно, трудно было получить необходимое количество препарата, и он был очень дорог.