Bioteknologi sering dianggap identik dengan penelitian biomedik, tetapi ada banyak industri lain yang memanfaatkan metode biotek untuk mempelajari, mengkloning dan mengubah gen. Kita telah terbiasa dengan gagasan enzim dalam kehidupan kita sehari-hari dan banyak orang yang akrab dengan kontroversi seputar penggunaan GMO dalam makanan kita. Industri pertanian menjadi pusat perdebatan itu, tetapi sejak zaman George Washington Carver, biotek pertanian telah menghasilkan produk-produk baru yang tak terhitung jumlahnya yang memiliki potensi untuk mengubah hidup kita menjadi lebih baik.
01 Vaksin
Vaksin oral telah bekerja selama bertahun-tahun sebagai solusi yang mungkin untuk penyebaran penyakit di negara-negara terbelakang, di mana biaya mahal untuk vaksinasi luas. Tanaman rekayasa genetika, biasanya buah atau sayuran, yang dirancang untuk membawa protein antigenik dari patogen infeksius, yang akan memicu respons kekebalan ketika dicerna. Contoh dari ini adalah vaksin khusus pasien untuk mengobati kanker. Vaksin anti-limfoma telah dibuat menggunakan tanaman tembakau yang membawa RNA dari sel-sel B ganas yang dikloning. Protein yang dihasilkan kemudian digunakan untuk memvaksinasi pasien dan meningkatkan sistem kekebalan mereka terhadap kanker. Vaksin yang dibuat khusus untuk pengobatan kanker telah menunjukkan banyak harapan dalam studi awal.
02 Antibiotik
Tanaman digunakan untuk menghasilkan antibiotik untuk penggunaan manusia dan hewan. Mengekspresikan protein antibiotik pada pakan ternak, yang diberi makan langsung kepada hewan, lebih murah daripada produksi antibiotik tradisional, tetapi praktik ini menimbulkan banyak masalah bioetika karena hasilnya tersebar luas, mungkin penggunaan antibiotik yang tidak perlu yang dapat meningkatkan pertumbuhan strain bakteri resisten antibiotik. Beberapa keuntungan menggunakan tanaman untuk menghasilkan antibiotik bagi manusia adalah mengurangi biaya karena jumlah produk yang lebih besar yang dapat dihasilkan dari tanaman versus unit fermentasi , kemudahan pemurnian, dan mengurangi risiko kontaminasi dibandingkan dengan penggunaan sel dan budaya mamalia. media.
03 Bunga
Ada lebih banyak bioteknologi pertanian daripada sekadar memerangi penyakit atau meningkatkan kualitas makanan . Ada beberapa aplikasi estetika murni dan contoh dari ini adalah penggunaan identifikasi gen dan teknik transfer untuk meningkatkan warna, bau, ukuran dan fitur lain dari bunga. Demikian pula, biotek telah digunakan untuk membuat perbaikan pada tanaman hias umum lainnya, khususnya, semak dan pohon. Beberapa perubahan ini mirip dengan yang dibuat untuk tanaman, seperti meningkatkan resistensi dingin dari tanaman tropis, sehingga dapat ditanam di kebun utara.
04 Biofuels
Tom Merton
Industri pertanian memainkan peran besar dalam industri biofuel, menyediakan bahan baku untuk fermentasi dan pemurnian bio-minyak, bio-diesel, dan bio-etanol. Rekayasa genetika dan teknik optimasi enzim digunakan untuk mengembangkan bahan baku berkualitas lebih baik untuk konversi yang lebih efisien dan output BTU yang lebih tinggi dari produk bahan bakar yang dihasilkan. Hasil tinggi, tanaman padat energi dapat meminimalkan biaya relatif yang terkait dengan panen dan transportasi (per unit energi yang diturunkan), menghasilkan produk bahan bakar bernilai lebih tinggi.
05 Pemuliaan Tanaman dan Hewan
Meningkatkan sifat tanaman dan hewan dengan metode tradisional seperti penyerbukan silang, penyambungan, dan perkawinan silang memakan waktu. Kemajuan biotek memungkinkan perubahan spesifik dibuat dengan cepat, pada tingkat molekuler melalui ekspresi berlebihan atau penghapusan gen, atau pengenalan gen asing. Yang terakhir ini dimungkinkan menggunakan mekanisme kontrol ekspresi gen seperti promotor gen spesifik dan faktor transkripsi . Metode seperti seleksi yang dibantu marker meningkatkan efisiensi pemuliaan hewan "terarah" , tanpa kontroversi yang biasanya terkait dengan GMO. Metode kloning gen juga harus mengatasi perbedaan spesies dalam kode genetik, ada tidaknya intron dan modifikasi pasca-translasi seperti metilasi.
06 Tanaman Hama Tahan
Selama bertahun-tahun, mikrobe Bacillus thuringiensis , yang menghasilkan protein beracun untuk serangga, khususnya, penggerek jagung Eropa, digunakan untuk tanaman debu. Untuk menghilangkan kebutuhan akan debu, para ilmuwan pertama kali mengembangkan jagung transgenik yang mengekspresikan protein Bt, diikuti oleh kentang Bt dan kapas. Protein Bt tidak beracun bagi manusia, dan tanaman transgenik mempermudah petani untuk menghindari infestasi yang mahal. Pada tahun 1999, kontroversi muncul atas jagung Bt karena sebuah penelitian yang menyarankan serbuk sari bermigrasi ke milkweed di mana ia membunuh larva monarch yang memakannya. Penelitian selanjutnya menunjukkan risiko terhadap larva sangat kecil dan, dalam beberapa tahun terakhir, kontroversi atas jagung Bt telah beralih fokus, ke topik resistensi serangga yang muncul.
07 Tanaman Tahan Pestisida
Tidak menjadi bingung dengan resistensi hama , tanaman ini toleran memungkinkan petani untuk secara selektif membunuh gulma sekitarnya tanpa merusak tanaman mereka. Contoh paling terkenal dari hal ini adalah teknologi Roundup-Ready, yang dikembangkan oleh Monsanto. Pertama kali diperkenalkan pada tahun 1998 sebagai kedelai GM, tanaman Roundup-Ready tidak terpengaruh oleh herbisida glifosat, yang dapat diterapkan dalam jumlah berlebihan untuk menghilangkan tanaman lain di lapangan. Manfaat untuk ini adalah penghematan waktu dan biaya yang terkait dengan pengolahan tanah konvensional untuk mengurangi gulma, atau beberapa aplikasi dari berbagai jenis herbisida untuk secara selektif menghilangkan spesies gulma tertentu. Kerugian yang mungkin termasuk semua argumen kontroversial terhadap GMO.
08 Suplementasi Nutrisi
Dalam upaya untuk meningkatkan kesehatan manusia, terutama di negara-negara terbelakang, para ilmuwan menciptakan makanan yang diubah secara genetik yang mengandung nutrisi yang dikenal untuk membantu memerangi penyakit atau kekurangan gizi. Contohnya adalah Beras Emas , yang mengandung beta-karoten, prekursor untuk produksi Vitamin A dalam tubuh kita. Orang yang makan nasi menghasilkan lebih banyak vitamin A, nutrisi penting yang kurang dalam makanan orang miskin di negara-negara Asia. Tiga gen, dua dari bakung dan satu dari bakteri, mampu mengkatalisis empat reaksi biokimia, dikloning menjadi beras untuk membuatnya "emas". Nama berasal dari warna biji-bijian transgenik karena overekspresi beta-karoten, yang memberi wortel warna oranye mereka.
09 Ketahanan Stres Abiotik
Kurang dari 20% dari bumi adalah tanah yang subur tetapi beberapa tanaman telah diubah secara genetik untuk membuat mereka lebih toleran terhadap kondisi seperti salinitas, dingin, dan kekeringan. Penemuan gen pada tumbuhan yang bertanggung jawab atas pengambilan natrium telah menyebabkan perkembangan tanaman yang tersumbat dapat tumbuh di lingkungan garam yang tinggi. Up atau down-regulation dari transkripsi umumnya metode yang digunakan untuk mengubah toleransi kekeringan pada tanaman. Tanaman jagung dan rapeseed, mampu berkembang di bawah kondisi kekeringan, berada di tahun keempat uji coba lapangan di California dan Colorado, dan diantisipasi bahwa mereka akan mencapai pasar dalam 4-5 tahun.
10 Serat Kekuatan Industri
Cmglee / Wikimedia CC 2.0
Sutra laba-laba adalah serat terkuat yang dikenal manusia, lebih kuat dari Kevlar (digunakan untuk membuat rompi anti peluru), dengan kekuatan tarik yang lebih tinggi daripada baja. Pada bulan Agustus 2000, perusahaan Kanada Nexia mengumumkan pengembangan kambing transgenik yang menghasilkan protein sutra laba-laba dalam susu mereka. Sementara ini memecahkan masalah memproduksi massal protein, program itu ditangguhkan ketika para ilmuwan tidak bisa membayangkan bagaimana memintal mereka menjadi serat seperti laba-laba. Pada tahun 2005, kambing dijual untuk siapa saja yang mau mengambilnya. Meskipun tampaknya gagasan laba-laba sutra telah diletakkan di rak untuk saat ini, itu adalah teknologi yang pasti akan muncul lagi di masa depan, sekali lagi informasi dikumpulkan tentang bagaimana sutera-sutera itu ditenun.