Biotecnologia

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Uso de sistemas e organismos vivos para desenvolver ou fazer produtos úteis
Uma planta de rosa que começou como células crescidas em uma cultura de tecido

Biotecnologia é a integração das ciências naturais e das ciências da engenharia para alcançar a aplicação de organismos, células, partes deles e análogos moleculares para produtos e serviços. O termo biotecnologia foi usado pela primeira vez por Károly Ereky em 1919, significando a produção de produtos a partir de matérias-primas com o auxílio de organismos vivos.

Definição

O conceito de biotecnologia abrange uma ampla gama de procedimentos para modificar organismos vivos de acordo com os propósitos humanos, desde a domesticação de animais, cultivo de plantas e "melhorias" a estes através de programas de melhoramento que empregam seleção artificial e hibridação. O uso moderno também inclui engenharia genética, bem como tecnologias de cultura de células e tecidos. A American Chemical Society define a biotecnologia como a aplicação de organismos, sistemas ou processos biológicos por várias indústrias para aprender sobre a ciência da vida e a melhoria do valor de materiais e organismos, como produtos farmacêuticos, culturas e gado. De acordo com a Federação Europeia de Biotecnologia, a biotecnologia é a integração de ciências naturais e organismos, células, partes delas e análogos moleculares para produtos e serviços. A biotecnologia é baseada nas ciências biológicas básicas (por exemplo, biologia molecular, bioquímica, biologia celular, embriologia, genética, microbiologia) e, inversamente, fornece métodos para apoiar e realizar pesquisas básicas em biologia.

Biotecnologia é a pesquisa e desenvolvimento em laboratório usando bioinformática para exploração, extração, exploração e produção de qualquer organismo vivo e qualquer fonte de biomassa por meio de engenharia bioquímica onde produtos de alto valor agregado possam ser planejados (reproduzidos por biossíntese, por exemplo), previsto, formulado, desenvolvido, fabricado e comercializado com o objetivo de operações sustentáveis (para o retorno do investimento inicial sem fundo em P & D) e obtenção de direitos de patentes duráveis (para direitos exclusivos de vendas e antes isso para receber aprovação nacional e internacional dos resultados em experimentos com animais e humanos, especialmente no ramo farmacêutico da biotecnologia para evitar quaisquer efeitos colaterais não detectados ou preocupações de segurança ao usar os produtos). A utilização de processos biológicos, organismos ou sistemas para produzir produtos que são esperados para melhorar a vida humana é denominada biotecnologia.

Por outro lado, a bioengenharia é geralmente considerada como um campo relacionado que enfatiza mais fortemente abordagens de sistemas superiores (não necessariamente a alteração ou uso de materiais biológicos diretamente) para interagir e utilizar coisas vivas. A bioengenharia é a aplicação dos princípios da engenharia e das ciências naturais a tecidos, células e moléculas. Isso pode ser considerado como o uso do conhecimento de trabalhar e manipular a biologia para alcançar um resultado que pode melhorar as funções em plantas e animais. Da mesma forma, a engenharia biomédica é um campo sobreposto que geralmente se baseia e aplica a biotecnologia (por várias definições), especialmente em certos subcampos da engenharia biomédica ou química, como engenharia de tecidos, engenharia biofarmacêutica e engenharia genética.

História

Brewing foi uma aplicação precoce da biotecnologia.

Embora normalmente não seja o que primeiro vem à mente, muitas formas de agricultura de origem humana se encaixam claramente na definição ampla de "'utilizar um sistema biotecnológico para fabricar produtos". De fato, o cultivo de plantas pode ser visto como o primeiro empreendimento biotecnológico.

A agricultura foi teorizada como tendo se tornado a forma dominante de produção de alimentos desde a Revolução Neolítica. Por meio da biotecnologia inicial, os primeiros agricultores selecionaram e cultivaram as culturas mais adequadas (por exemplo, aquelas com os maiores rendimentos) para produzir alimentos suficientes para sustentar uma população crescente. À medida que as plantações e os campos se tornavam cada vez maiores e difíceis de manter, descobriu-se que organismos específicos e seus subprodutos poderiam efetivamente fertilizar, restaurar o nitrogênio e controlar as pragas. Ao longo da história da agricultura, os agricultores alteraram inadvertidamente a genética de suas plantações, introduzindo-as em novos ambientes e cruzando-as com outras plantas – uma das primeiras formas de biotecnologia.

Esses processos também foram incluídos no início da fermentação da cerveja. Esses processos foram introduzidos no início da Mesopotâmia, Egito, China e Índia, e ainda usam os mesmos métodos biológicos básicos. Na fabricação de cerveja, os grãos de malte (contendo enzimas) convertem o amido dos grãos em açúcar e, em seguida, adicionam leveduras específicas para produzir cerveja. Nesse processo, os carboidratos dos grãos se decompõem em álcoois, como o etanol. Mais tarde, outras culturas produziram o processo de fermentação do ácido lático, que deu origem a outros alimentos conservados, como o molho de soja. A fermentação também foi usada neste período de tempo para produzir pão fermentado. Embora o processo de fermentação não tenha sido totalmente compreendido até o trabalho de Louis Pasteur em 1857, ainda é o primeiro uso da biotecnologia para converter uma fonte de alimento em outra forma.

Antes da época do trabalho e da vida de Charles Darwin, os cientistas de animais e plantas já usavam a reprodução seletiva. Darwin acrescentou a esse corpo de trabalho suas observações científicas sobre a capacidade da ciência de mudar as espécies. Esses relatos contribuíram para a teoria da seleção natural de Darwin.

Por milhares de anos, os humanos usaram a criação seletiva para melhorar a produção de colheitas e gado para usá-los como alimento. Na reprodução seletiva, organismos com características desejáveis são cruzados para produzir descendentes com as mesmas características. Por exemplo, esta técnica foi usada com milho para produzir as colheitas maiores e mais doces.

No início do século XX, os cientistas adquiriram uma maior compreensão da microbiologia e exploraram formas de fabricar produtos específicos. Em 1917, Chaim Weizmann usou pela primeira vez uma cultura microbiológica pura em um processo industrial, o de fabricar amido de milho usando Clostridium acetobutylicum, para produzir acetona, que o Reino Unido precisava desesperadamente para fabricar explosivos durante a Primeira Guerra Mundial.

A biotecnologia também levou ao desenvolvimento de antibióticos. Em 1928, Alexander Fleming descobriu o fungo Penicillium. Seu trabalho levou à purificação do composto antibiótico formado pelo mofo por Howard Florey, Ernst Boris Chain e Norman Heatley – para formar o que hoje conhecemos como penicilina. Em 1940, a penicilina tornou-se disponível para uso medicinal no tratamento de infecções bacterianas em humanos.

O campo da biotecnologia moderna é geralmente considerado como tendo nascido em 1971, quando os experimentos de Paul Berg (Stanford) em splicing de genes tiveram sucesso inicial. Herbert W. Boyer (Univ. Calif. em San Francisco) e Stanley N. Cohen (Stanford) avançaram significativamente a nova tecnologia em 1972, transferindo material genético para uma bactéria, de modo que o material importado fosse reproduzido. A viabilidade comercial de uma indústria de biotecnologia foi significativamente ampliada em 16 de junho de 1980, quando a Suprema Corte dos Estados Unidos decidiu que um microrganismo geneticamente modificado poderia ser patenteado no caso Diamond v. Chakrabarty. Ananda Chakrabarty, nascido na Índia, trabalhando para a General Electric, havia modificado uma bactéria (do gênero Pseudomonas) capaz de decompor o petróleo bruto, que ele propôs usar no tratamento de derramamentos de óleo. (O trabalho de Chakrabarty não envolveu manipulação de genes, mas sim a transferência de organelas inteiras entre cepas da bactéria Pseudomonas).

O MOSFET (transistor de efeito de campo semicondutor de óxido de metal) foi inventado por Mohamed M. Atalla e Dawon Kahng em 1959. Dois anos depois, Leland C. Clark e Champ Lyons inventaram o primeiro biossensor em 1962. Os MOSFETs de biossensor foram desenvolvidos posteriormente, e desde então têm sido amplamente utilizados para medir parâmetros físicos, químicos, biológicos e ambientais. O primeiro BioFET foi o transistor de efeito de campo sensível a íons (ISFET), inventado por Piet Bergveld em 1970. É um tipo especial de MOSFET, onde a porta metálica é substituída por uma membrana sensível a íons, solução eletrolítica e eletrodo de referência. O ISFET é amplamente utilizado em aplicações biomédicas, como a detecção de hibridação de DNA, detecção de biomarcadores no sangue, detecção de anticorpos, medição de glicose, detecção de pH e tecnologia genética.

Em meados da década de 1980, outros BioFETs foram desenvolvidos, incluindo o sensor de gás FET (GASFET), sensor de pressão FET (PRESSFET), transistor de efeito de campo químico (ChemFET), ISFET de referência (REFET), FET modificado por enzima (ENFET) e FET modificado imunologicamente (IMFET). No início dos anos 2000, BioFETs como o transistor de efeito de campo de DNA (DNAFET), FET modificado por gene (GenFET) e BioFET de potencial celular (CPFET) foram desenvolvidos.

Um fator que influencia o sucesso do setor de biotecnologia é a melhoria da legislação de direitos de propriedade intelectual - e sua aplicação - em todo o mundo, bem como o fortalecimento da demanda por produtos médicos e farmacêuticos para lidar com uma população envelhecida e doente dos EUA.

A crescente demanda por biocombustíveis deve ser uma boa notícia para o setor de biotecnologia, com o Departamento de Energia estimando que o uso de etanol pode reduzir o consumo de combustível derivado do petróleo nos EUA em até 30% até 2030. O setor de biotecnologia permitiu a agricultura dos EUA indústria a aumentar rapidamente sua oferta de milho e soja – os principais insumos para biocombustíveis – desenvolvendo sementes geneticamente modificadas que resistem a pragas e secas. Ao aumentar a produtividade agrícola, a biotecnologia impulsiona a produção de biocombustíveis.

Exemplos

A biotecnologia tem aplicações em quatro grandes áreas industriais, incluindo assistência médica (médica), produção agrícola e agricultura, usos não alimentares (industriais) de culturas e outros produtos (por exemplo, plásticos biodegradáveis, óleo vegetal, biocombustíveis) e meio ambiente usa.

Por exemplo, uma aplicação da biotecnologia é o uso direcionado de microorganismos para a fabricação de produtos orgânicos (exemplos incluem cerveja e laticínios). Outro exemplo é o uso de bactérias naturalmente presentes pela indústria de mineração na biolixiviação. A biotecnologia também é utilizada para reciclar, tratar resíduos, limpar locais contaminados por atividades industriais (biorremediação) e também para produzir armas biológicas.

Uma série de termos derivados foram cunhados para identificar vários ramos da biotecnologia, por exemplo:

  • Bioinformática (também chamada de "biotecnologia dourada") é um campo interdisciplinar que aborda problemas biológicos usando técnicas computacionais, e torna a organização rápida, bem como a análise de dados biológicos possíveis. O campo também pode ser referido como biologia computacional, e pode ser definido como, "conceptualizar a biologia em termos de moléculas e, em seguida, aplicar técnicas de informática para entender e organizar as informações associadas a essas moléculas, em grande escala". A bioinformática desempenha um papel fundamental em várias áreas, como genômica funcional, genômica estrutural e proteômica, e forma um componente fundamental no setor biotecnológico e farmacêutico.
  • A biotecnologia azul baseia-se na exploração dos recursos marinhos para criar produtos e aplicações industriais. Este ramo da biotecnologia é o mais utilizado para as indústrias de refino e combustão principalmente na produção de bioóleos com microalgas fotossintéticas.
  • A biotecnologia verde é aplicada aos processos agrícolas. Um exemplo seria a seleção e a domesticação de plantas via micropropagação. Outro exemplo é a concepção de plantas transgênicas para crescer sob ambientes específicos na presença (ou ausência) de produtos químicos. Uma esperança é que a biotecnologia verde possa produzir soluções mais ecológicas do que a agricultura industrial tradicional. Um exemplo disso é a engenharia de uma planta para expressar um pesticida, terminando assim a necessidade de aplicação externa de pesticidas. Um exemplo disso seria o milho Bt. Se ou não produtos de biotecnologia verdes como este são, em última análise, mais ambientalmente amigável é um tema de debate considerável. É comumente considerado como a próxima fase da revolução verde, que pode ser vista como uma plataforma para erradicar a fome mundial usando tecnologias que permitem a produção de mais fértil e resistente, em direção ao estresse biótico e abiótico, plantas e garante a aplicação de fertilizantes ambientalmente amigáveis e o uso de biopesticidas, é principalmente focado no desenvolvimento da agricultura. Por outro lado, alguns dos usos da biotecnologia verde envolvem microrganismos para limpar e reduzir o desperdício.
  • A biotecnologia vermelha é o uso da biotecnologia nas indústrias médica e farmacêutica e preservação da saúde. Este ramo envolve a produção de vacinas e antibióticos, terapias regenerativas, criação de órgãos artificiais e novos diagnósticos de doenças. Assim como o desenvolvimento de hormônios, células-tronco, anticorpos, siRNA e testes de diagnóstico.
  • A biotecnologia branca, também conhecida como biotecnologia industrial, é a biotecnologia aplicada aos processos industriais. Um exemplo é a concepção de um organismo para produzir um produto químico útil. Outro exemplo é o uso de enzimas como catalisadores industriais para produzir produtos químicos valiosos ou destruir produtos químicos perigosos / poluentes. A biotecnologia branca tende a consumir menos recursos do que os processos tradicionais usados para produzir bens industriais.
  • "A biotecnologia amarela" refere-se ao uso da biotecnologia na produção de alimentos (indústria alimentar), por exemplo, na fabricação de vinho (winemaking), queijo (cheesemaking), e cerveja (respiração) por fermentação. Também foi usado para se referir à biotecnologia aplicada aos insetos. Isso inclui abordagens baseadas em biotecnologia para o controle de insetos nocivos, a caracterização e utilização de ingredientes ativos ou genes de insetos para pesquisa, ou aplicação na agricultura e medicina e várias outras abordagens.
  • A biotecnologia cinzenta é dedicada às aplicações ambientais e focada na manutenção da biodiversidade e na remoção dos poluentes.
  • A biotecnologia marrom está relacionada com a gestão de terras áridas e desertos. Uma aplicação é a criação de sementes reforçadas que resistem a condições ambientais extremas de regiões áridas, relacionadas com a inovação, criação de técnicas agrícolas e gestão de recursos.
  • A biotecnologia violeta está relacionada à lei, questões éticas e filosóficas em torno da biotecnologia.
  • A biotecnologia escura é a cor associada ao bioterrorismo ou armas biológicas e à biowarfare que usa microrganismos e toxinas para causar doenças e morte em humanos, gado e culturas.

Medicina

Na medicina, a biotecnologia moderna tem muitas aplicações em áreas como descobertas e produção de medicamentos farmacêuticos, farmacogenômica e testes genéticos (ou triagem genética). Em 2021, quase 40% do valor total das empresas de biotecnologia farmacêutica em todo o mundo estavam ativos em Oncologia, sendo Neurologia e Doenças Raras as outras duas grandes aplicações.

chip de microarray de DNA – alguns podem fazer tantos como um milhão de testes de sangue ao mesmo tempo.

A farmacogenômica (uma combinação de farmacologia e genômica) é a tecnologia que analisa como a composição genética afeta a resposta de um indivíduo aos medicamentos. Pesquisadores da área investigam a influência da variação genética nas respostas a medicamentos em pacientes, correlacionando a expressão gênica ou polimorfismos de nucleotídeo único com a eficácia ou toxicidade de um medicamento. O objetivo da farmacogenômica é desenvolver meios racionais para otimizar a terapia medicamentosa, no que diz respeito à saúde do paciente. genótipo, para garantir a máxima eficácia com o mínimo de efeitos adversos. Tais abordagens prometem o advento da "medicina personalizada"; em que drogas e combinações de drogas são otimizadas para a composição genética única de cada indivíduo.

Imagem gerada por computador de hexámeros de insulina destacando a simetria tripla, os íons de zinco que a mantêm juntos e os resíduos de histidina envolvidos na ligação de zinco

A biotecnologia tem contribuído para a descoberta e fabricação de medicamentos farmacêuticos tradicionais de pequenas moléculas, bem como medicamentos que são produtos da biotecnologia – biofarmacêutica. A biotecnologia moderna pode ser usada para fabricar medicamentos existentes de maneira relativamente fácil e barata. Os primeiros produtos geneticamente modificados foram medicamentos destinados ao tratamento de doenças humanas. Para citar um exemplo, em 1978 a Genentech desenvolveu a insulina humanizada sintética unindo seu gene a um vetor plasmidial inserido na bactéria Escherichia coli. A insulina, amplamente utilizada no tratamento do diabetes, era previamente extraída do pâncreas de animais de abate (bovinos ou suínos). As bactérias geneticamente modificadas são capazes de produzir grandes quantidades de insulina humana sintética a um custo relativamente baixo. A biotecnologia também permitiu terapias emergentes, como a terapia genética. A aplicação da biotecnologia à ciência básica (por exemplo, por meio do Projeto Genoma Humano) também melhorou drasticamente nossa compreensão da biologia e, à medida que nosso conhecimento científico da biologia normal e da doença aumentou, nossa capacidade de desenvolver novos medicamentos para tratar doenças anteriormente incuráveis aumentou. também.

O teste genético permite o diagnóstico genético de vulnerabilidades a doenças hereditárias e também pode ser usado para determinar a linhagem de uma criança (mãe e pai genéticos) ou, em geral, a ascendência de uma pessoa. Além de estudar os cromossomos no nível de genes individuais, o teste genético em um sentido mais amplo inclui testes bioquímicos para a possível presença de doenças genéticas ou formas mutantes de genes associados a um risco aumentado de desenvolver distúrbios genéticos. O teste genético identifica alterações nos cromossomos, genes ou proteínas. Na maioria das vezes, o teste é usado para encontrar alterações associadas a distúrbios hereditários. Os resultados de um teste genético podem confirmar ou descartar uma condição genética suspeita ou ajudar a determinar a chance de uma pessoa desenvolver ou transmitir um distúrbio genético. A partir de 2011, várias centenas de testes genéticos estavam em uso. Como os testes genéticos podem abrir problemas éticos ou psicológicos, os testes genéticos geralmente são acompanhados de aconselhamento genético.

Agricultura

Cultivos geneticamente modificados ("cultivos GM", ou "cultivos biotecnológicos") são plantas usadas na agricultura, cujo DNA foi modificado com técnicas de engenharia genética. Na maioria dos casos, o objetivo principal é introduzir uma nova característica que não ocorre naturalmente na espécie. As empresas de biotecnologia podem contribuir para a segurança alimentar futura, melhorando a nutrição e a viabilidade da agricultura urbana. Além disso, a proteção dos direitos de propriedade intelectual incentiva o investimento do setor privado em agrobiotecnologia.

Exemplos em culturas alimentares incluem resistência a certas pragas, doenças, condições ambientais estressantes, resistência a tratamentos químicos (por exemplo, resistência a um herbicida), redução da deterioração ou melhoria do perfil de nutrientes da cultura. Exemplos de culturas não alimentares incluem a produção de agentes farmacêuticos, biocombustíveis e outros bens úteis industrialmente, bem como para biorremediação.

Os agricultores adotaram amplamente a tecnologia GM. Entre 1996 e 2011, a área total de terra cultivada com transgênicos aumentou em um fator de 94, de 17.000 quilômetros quadrados (4.200.000 acres) para 1.600.000 km2 (395 milhões de acres). 10% das terras agrícolas do mundo foram plantadas com culturas GM em 2010. A partir de 2011, 11 diferentes culturas transgênicas foram cultivadas comercialmente em 395 milhões de acres (160 milhões de hectares) em 29 países, como EUA, Brasil, Argentina, Índia, Canadá, China, Paraguai, Paquistão, África do Sul, Uruguai, Bolívia, Austrália, Filipinas, Mianmar, Burkina Faso, México e Espanha.

Alimentos geneticamente modificados são alimentos produzidos a partir de organismos que tiveram mudanças específicas introduzidas em seu DNA com os métodos de engenharia genética. Essas técnicas permitiram a introdução de novas características de cultivo, bem como um controle muito maior sobre a estrutura genética de um alimento do que anteriormente proporcionado por métodos como reprodução seletiva e reprodução por mutação. A venda comercial de alimentos geneticamente modificados começou em 1994, quando a Calgene comercializou pela primeira vez seu tomate de amadurecimento retardado Flavr Savr. Até o momento, a maior parte da modificação genética de alimentos se concentrou principalmente em culturas comerciais com alta demanda por agricultores, como soja, milho, canola e óleo de semente de algodão. Estes foram projetados para resistência a patógenos e herbicidas e melhores perfis de nutrientes. O gado transgênico também foi desenvolvido experimentalmente; em novembro de 2013, nenhum estava disponível no mercado, mas em 2015 o FDA aprovou o primeiro salmão GM para produção e consumo comercial.

Existe um consenso científico de que os alimentos atualmente disponíveis derivados de culturas GM não representam maior risco à saúde humana do que os alimentos convencionais, mas que cada alimento GM precisa ser testado caso a caso antes da introdução. No entanto, os membros do público têm muito menos probabilidade do que os cientistas de perceber os alimentos transgênicos como seguros. O status legal e regulamentar dos alimentos transgênicos varia de país para país, com algumas nações proibindo ou restringindo-os, e outras permitindo-os com graus de regulamentação amplamente diferentes.

Cultivos GM também fornecem uma série de benefícios ecológicos, se não forem usados em excesso. Culturas resistentes a insetos provaram diminuir o uso de pesticidas, reduzindo assim o impacto ambiental dos pesticidas como um todo. No entanto, os oponentes se opõem às culturas GM per se por vários motivos, incluindo preocupações ambientais, se os alimentos produzidos a partir de culturas GM são seguros, se as culturas GM são necessárias para atender às necessidades mundiais de alimentos e preocupações econômicas levantadas pelo fato esses organismos estão sujeitos à lei de propriedade intelectual.

A biotecnologia tem diversas aplicações no âmbito da segurança alimentar. Culturas como o arroz dourado são projetadas para ter maior conteúdo nutricional e há potencial para produtos alimentícios com vida útil mais longa. Embora não seja uma forma de biotecnologia agrícola, as vacinas podem ajudar a prevenir doenças encontradas na pecuária. Além disso, a biotecnologia agrícola pode agilizar os processos de criação para obter resultados mais rápidos e fornecer maiores quantidades de alimentos. A biofortificação transgênica em cereais tem sido considerada um método promissor para combater a desnutrição na Índia e em outros países.

Industrial

A biotecnologia industrial (conhecida principalmente na Europa como biotecnologia branca) é a aplicação da biotecnologia para fins industriais, incluindo a fermentação industrial. Inclui a prática de usar células como microorganismos, ou componentes de células como enzimas, para gerar produtos industrialmente úteis em setores como produtos químicos, alimentos e rações, detergentes, papel e celulose, têxteis e biocombustíveis. Nas décadas atuais, houve um progresso significativo na criação de organismos geneticamente modificados (OGMs) que aumentam a diversidade de aplicações e a viabilidade econômica da biotecnologia industrial. Ao usar matérias-primas renováveis para produzir uma variedade de produtos químicos e combustíveis, a biotecnologia industrial está avançando ativamente na redução das emissões de gases de efeito estufa e se afastando de uma economia baseada na petroquímica.

A biologia sintética é considerada um dos pilares essenciais da biotecnologia industrial devido à sua contribuição financeira e sustentável para o setor manufatureiro. Em conjunto, a biotecnologia e a biologia sintética desempenham um papel crucial na geração de produtos econômicos com recursos amigáveis à natureza, usando produção de base biológica em vez de baseada em fósseis. A biologia sintética pode ser usada para projetar microrganismos modelo, como Escherichia coli, por meio de ferramentas de edição de genoma para aumentar sua capacidade de produzir produtos de base biológica, como a bioprodução de medicamentos e biocombustíveis. Por exemplo, E. coli e Saccharomyces cerevisiae em um consórcio podem ser usados como micróbios industriais para produzir precursores do agente quimioterapêutico paclitaxel, aplicando a engenharia metabólica em uma abordagem de co-cultura para explorar os benefícios dos dois micróbios.

Outro exemplo de aplicações da biologia sintética na biotecnologia industrial é a reengenharia das vias metabólicas da E. coli pelos sistemas CRISPR e CRISPRi para a produção de um produto químico conhecido como 1,4-butanodiol, que é usado na fabricação de fibras. Para produzir 1,4-butanodiol, os autores alteram a regulação metabólica da Escherichia coli por CRISPR para induzir mutação pontual no gene gltA, nocaute do sad e seis genes knock-in (cat1, sucD, 4hbd, cat2, bld e bdh). Considerando que o sistema CRISPRi costumava derrubar os três genes concorrentes (gabD, ybgC e tesB) que afetam a via de biossíntese de 1, 4-butanodiol. Consequentemente, o rendimento de 1,4-butanodiol aumentou significativamente de 0,9 para 1,8 g/L.

Ambiental

A biotecnologia ambiental inclui várias disciplinas que desempenham um papel essencial na redução dos resíduos ambientais e no fornecimento de processos ambientalmente seguros, como a biofiltração e a biodegradação. O meio ambiente pode ser afetado pelas biotecnologias, tanto positiva quanto negativamente. Vallero e outros argumentaram que a diferença entre a biotecnologia benéfica (por exemplo, a biorremediação é para limpar um derramamento de óleo ou um vazamento químico perigoso) versus os efeitos adversos decorrentes de empreendimentos biotecnológicos (por exemplo, fluxo de material genético de organismos transgênicos para cepas selvagens) pode como aplicações e implicações, respectivamente. A limpeza de resíduos ambientais é um exemplo de aplicação da biotecnologia ambiental; Considerando que a perda de biodiversidade ou a perda de contenção de um micróbio nocivo são exemplos de implicações ambientais da biotecnologia.

Regulamento

A regulamentação da engenharia genética diz respeito às abordagens adotadas pelos governos para avaliar e gerenciar os riscos associados ao uso da tecnologia de engenharia genética e ao desenvolvimento e liberação de organismos geneticamente modificados (OGM), incluindo culturas e peixes geneticamente modificados. Existem diferenças na regulamentação de OGMs entre os países, com algumas das diferenças mais marcantes ocorrendo entre os EUA e a Europa. A regulamentação varia em um determinado país, dependendo do uso pretendido dos produtos da engenharia genética. Por exemplo, uma cultura não destinada ao uso alimentar geralmente não é revisada pelas autoridades responsáveis pela segurança alimentar. A União Europeia diferencia entre aprovação para cultivo dentro da UE e aprovação para importação e processamento. Embora apenas alguns OGM tenham sido aprovados para cultivo na UE, vários OGM foram aprovados para importação e processamento. O cultivo de OGMs desencadeou um debate sobre a coexistência de cultivos transgênicos e não transgênicos. Dependendo dos regulamentos de coexistência, os incentivos para o cultivo de culturas GM diferem.

Aprendizagem

Em 1988, após solicitação do Congresso dos Estados Unidos, o Instituto Nacional de Ciências Médicas Gerais (Institutos Nacionais de Saúde) (NIGMS) instituiu um mecanismo de financiamento para o treinamento em biotecnologia. Universidades de todo o país competem por esses recursos para estabelecer Programas de Treinamento em Biotecnologia (BTPs). Cada inscrição bem-sucedida é geralmente financiada por cinco anos e, em seguida, deve ser renovada competitivamente. Alunos de pós-graduação, por sua vez, concorrem à aceitação em um BTP; se aceito, o estipêndio, mensalidade e suporte de seguro de saúde são fornecidos por dois ou três anos durante o curso de seu trabalho de tese de doutorado. Dezenove instituições oferecem BTPs com suporte do NIGMS. O treinamento em biotecnologia também é oferecido em nível de graduação e em faculdades comunitárias.

Referências e notas

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    A literatura sobre Biodiversidade e consumo de alimentos/alimentação GE, por vezes, resultou em debate animado sobre a adequação dos projetos experimentais, a escolha dos métodos estatísticos ou a acessibilidade pública dos dados. Esse debate, mesmo que positivo e parte do processo natural de revisão pela comunidade científica, tenha sido frequentemente distorcido pela mídia e muitas vezes usado politicamente e inadequadamente em campanhas anti-GE.
  62. ^ «State of Food and Agriculture 2003–2004» (em inglês). Biotecnologia Agrícola: Conhecendo as necessidades dos pobres. A saúde e os impactos ambientais das culturas transgênicas". Organização das Nações Unidas para a Alimentação e a Agricultura. Retrieved 30 de Agosto, 2019. Atualmente as culturas transgênicas e os alimentos derivados deles foram julgados seguros para comer e os métodos usados para testar sua segurança foram considerados apropriados. Essas conclusões representam o consenso das evidências científicas pesquisadas pelo ICSU (2003) e são consistentes com os pontos de vista da Organização Mundial da Saúde (OMS, 2002). Estes alimentos foram avaliados para aumento dos riscos para a saúde humana por várias autoridades reguladoras nacionais (entre outros, Argentina, Brasil, Canadá, China, Reino Unido e Estados Unidos) usando seus procedimentos nacionais de segurança alimentar (ICSU). Até à data não foram descobertos quaisquer efeitos verificáveis tóxicos ou nutricionais, resultantes do consumo de alimentos derivados de culturas geneticamente modificadas em qualquer lugar do mundo (GM Science Review Panel). Muitos milhões de pessoas consumiram alimentos derivados de plantas GM – principalmente milho, soja e estupro oleoso – sem quaisquer efeitos adversos observados (ICSU).
  63. ^ Ronald, Pamela (1 de maio de 2011). «Plant Genetics, Sustainable Agriculture and Global Food Security» (em inglês). Genética. 188 (1): 11–20. doi:10.1534/genetics.111.128553. PMC3120150. PMID 21546547. Há amplo consenso científico de que as culturas geneticamente projetadas atualmente no mercado são seguras para comer. Após 14 anos de cultivo e um total cumulativo de 2 bilhões de hectares plantados, nenhuma saúde adversa ou efeitos ambientais resultaram da comercialização de culturas geneticamente projetadas (Board on Agriculture and Natural Resources, Committee on Environmental Impacts Associated with Commercialization of Transgenic Plants, National Research Council and Division on Earth and Life Studies 2002). Tanto o Conselho Nacional de Pesquisa dos Estados Unidos quanto o Centro Comum de Pesquisa (laboratório de pesquisa científica e técnica da União Europeia e parte integrante da Comissão Europeia) concluíram que existe um corpo abrangente de conhecimento que aborda adequadamente a questão da segurança alimentar das culturas geneticamente projetadas (Comité de Identificação e Avaliação de Efeitos Unintended of Genetically Engineered Foods on Human Health and National Research Council 2004; European Commission Joint Research Centre 2008. Estes e outros relatórios recentes concluíram que os processos de engenharia genética e de criação convencional não são diferentes em termos de consequências não intencionais para a saúde humana e o ambiente (Direcção-Geral da Comissão Europeia para a Investigação e a Inovação 2010).
  64. ^

    Mas veja também:

    Domingo, José L.; Bordonaba, Jordi Giné (2011). "A revisão da literatura sobre a avaliação da segurança das plantas geneticamente modificadas" (PDF). Ambiente Internacional. 37 (4): 734–742. doi:10.1016/j.envint.2011.01.003. PMID 21296423. Arquivado (PDF) do original em 9 de outubro de 2022. Apesar disso, o número de estudos especificamente focados na avaliação de segurança das plantas GM ainda é limitado. No entanto, é importante ressaltar que, pela primeira vez, um certo equilíbrio no número de grupos de pesquisa sugerindo, com base em seus estudos, que uma série de variedades de produtos GM (principalmente milho e soja) são tão seguros e nutritivos quanto a respectiva planta convencional não-GM, e aqueles que levantam preocupações ainda graves, foi observado. Além disso, vale a pena mencionar que a maioria dos estudos demonstrando que os alimentos GM são tão nutricionais e seguros quanto os obtidos pela criação convencional, foram realizados por empresas de biotecnologia ou associados, que também são responsáveis pela comercialização dessas plantas GM. De qualquer forma, isso representa um avanço notável em comparação com a falta de estudos publicados nos últimos anos em revistas científicas por essas empresas.

    Krimsky, Sheldon (2015). «An Illusory Consensus behind GMO Health Assessment» (em inglês). Ciência, Tecnologia e Valores Humanos. 40 (6): 883–914. doi:10.1177/0162243915598381. S2CID 40855100. Eu comecei este artigo com os depoimentos de cientistas respeitados que não há literalmente nenhuma controvérsia científica sobre os efeitos de saúde dos OGMs. A minha investigação sobre a literatura científica conta outra história.

    E contraste:

    Panchin, Alexander Y.; Tuzhikov, Alexander I. (14 de janeiro de 2016). «Published GMO studies find no evidence of harm when corrigied for multiple compares» (em inglês). Avaliações críticas em Biotecnologia. 37 (2): 213–217. doi:10.3109/07388551.2015.1130684. ISSN 0738-8551. PMID 26767435. S2CID 11786594. Aqui, mostramos que alguns artigos que influenciaram fortemente e negativamente a opinião pública sobre as culturas transgênicas e até provocaram ações políticas, como o embargo da OGM, compartilham falhas comuns na avaliação estatística dos dados. Tendo em conta essas falhas, concluímos que os dados apresentados nestes artigos não fornecem nenhuma evidência substancial de dano ao OGM.

    Os artigos apresentados sugerindo possíveis danos aos OGM receberam alta atenção pública. No entanto, apesar de suas reivindicações, eles realmente enfraquecem a evidência para o dano e a falta de equivalência substancial dos OGM estudados. Ressaltamos que, com mais de 1783 artigos publicados sobre OGM nos últimos 10 anos, espera-se que alguns deles tenham relatado diferenças indesejáveis entre OGM e culturas convencionais, mesmo que nenhuma dessas diferenças exista na realidade.

    e

    Yang, Y.T.; Chen, B. (2016). «Governing GMOs in the USA: science, law and public health» (em inglês). Revista da Ciência da Alimentação e da Agricultura. 96 (4): 1851–1855. doi:10.1002/jsfa.7523. PMID 26536836. Por conseguinte, não é de surpreender que os esforços para exigir a rotulagem e a proibição dos OGM tenham sido uma questão política crescente nos EUA (citando Domingo e Bordonaba, 2011). No geral, um amplo consenso científico sustenta que atualmente comercializado alimentos GM não apresenta maior risco do que os alimentos convencionais... As principais associações nacionais e internacionais de ciência e medicina têm afirmado que nenhum efeito adverso da saúde humana relacionada com os alimentos OGM foi relatado ou substanciado na literatura revisada por pares até o momento.

    Apesar de várias preocupações, hoje, a Associação Americana para o Avanço da Ciência, a Organização Mundial da Saúde, e muitas organizações internacionais de ciência independentes concordam que os OGM são tão seguros quanto outros alimentos. Em comparação com as técnicas convencionais de criação, a engenharia genética é muito mais precisa e, na maioria dos casos, menos propensa a criar um resultado inesperado.
  65. ^ "Estado do Conselho de Administração da AAAS sobre a rotulagem de alimentos geneticamente modificados" (PDF). Associação Americana para o Avanço da Ciência. 20 de outubro de 2012. Arquivado (PDF) do original em 9 de outubro de 2022. Retrieved 30 de Agosto, 2019. A UE, por exemplo, investiu mais de 300 milhões de euros em investigação sobre a biossegurança dos OGM. Seu relatório recente afirma: "A principal conclusão a ser tirada dos esforços de mais de 130 projetos de pesquisa, abrangendo um período de mais de 25 anos de pesquisa e envolvendo mais de 500 grupos de pesquisa independentes, é que a biotecnologia e, em particular, os OGM, não são, por si só, mais arriscados do que, por exemplo, tecnologias convencionais de criação de plantas". A Organização Mundial da Saúde, a Associação Médica Americana, a Academia Nacional de Ciências dos EUA, a Sociedade Real Britânica, e qualquer outra organização respeitada que tenha examinado a evidência chegou à mesma conclusão: consumir alimentos contendo ingredientes derivados de culturas GM não é mais arriscado do que consumir os mesmos alimentos contendo ingredientes de plantas cultivadas modificadas por técnicas convencionais de melhoria de plantas.

    Pinholster, Ginger (25 de outubro de 2012). "AAAAS Board of Directors: Legally Mandating GM Food Labels poderia "Mislead and Falsely Alarm Consumers" (PDF). Associação Americana para o Avanço da Ciência. Arquivado (PDF) do original em 9 de outubro de 2022. Retrieved 30 de Agosto, 2019.
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  70. ^ «Frequently Ask questions on genetically modificado food» (em inglês). Organização Mundial da Saúde. Retrieved 30 de Agosto, 2019. Diferentes organismos GM incluem diferentes genes inseridos de maneiras diferentes. Isso significa que os alimentos GM individuais e sua segurança devem ser avaliados caso a caso e que não é possível fazer declarações gerais sobre a segurança de todos os alimentos GM.

    Os alimentos GM actualmente disponíveis no mercado internacional passaram por avaliações de segurança e não são susceptíveis de apresentar riscos para a saúde humana. Além disso, nenhum efeito sobre a saúde humana foi demonstrado como resultado do consumo de tais alimentos pela população geral nos países onde foram aprovados. A aplicação contínua de avaliações de segurança baseadas nos princípios do Codex Alimentarius e, se for caso disso, o acompanhamento adequado do mercado pós deve constituir a base para garantir a segurança dos alimentos GM.
  71. ^ Haslberger, Alexander G. (2003). «Codex Guidelines for GM food include the analysis of unintended effects» (em inglês). Natureza Biotecnologia. 21 (7): 739–741. doi:10.1038/nbt0703-739. PMID 12833088. S2CID 2533628. Estes princípios ditam uma avaliação caso a caso do pré-mercado que inclui uma avaliação de efeitos directos e não intencionais.
  72. ^ Algumas organizações médicas, incluindo a Associação Médica Britânica, defendem mais cautela com base no princípio da precaução:

    "Produtos geneticamente modificados e saúde: uma segunda declaração provisória" (PDF). Associação Médica Britânica. Março de 2004. Arquivado (PDF) do original em 9 de outubro de 2022. Retrieved 30 de Agosto, 2019. Em nossa opinião, o potencial dos alimentos GM para causar efeitos de saúde nocivos é muito pequeno e muitas das preocupações expressas aplicam-se com igual vigor aos alimentos derivados convencionalmente. No entanto, as preocupações em matéria de segurança não podem, por enquanto, ser completamente rejeitadas com base em informações actualmente disponíveis.

    Ao procurar otimizar o equilíbrio entre benefícios e riscos, é prudente errar no lado da cautela e, acima de tudo, aprender a acumular conhecimento e experiência. Qualquer nova tecnologia como a modificação genética deve ser examinada para possíveis benefícios e riscos para a saúde humana e para o ambiente. Tal como acontece com todos os novos alimentos, as avaliações de segurança em relação aos alimentos GM devem ser feitas caso a caso.

    Os membros do projeto do júri GM foram informados sobre vários aspectos da modificação genética por um grupo diversificado de especialistas reconhecidos nos assuntos relevantes. O júri GM chegou à conclusão de que a venda de alimentos GM atualmente disponíveis deve ser interrompida e a moratória sobre o crescimento comercial das culturas GM deve ser continuada. Estas conclusões foram baseadas no princípio da precaução e na falta de provas de qualquer benefício. O Júri expressou preocupação com o impacto das culturas GM na agricultura, no meio ambiente, na segurança alimentar e em outros potenciais efeitos de saúde.

    A revisão da Royal Society (2002) concluiu que os riscos para a saúde humana associados ao uso de sequências de DNA viral específicas nas plantas GM são negligenciáveis, e ao pedir cautela na introdução de alérgenos potenciais em culturas alimentares, salientou a ausência de evidências de que alimentos GM comercialmente disponíveis causam manifestações alérgicas clínicas. O BMA compartilha a opinião de que não há nenhuma evidência robusta para provar que os alimentos GM são inseguros, mas nós endossamos a chamada para mais pesquisas e vigilância para fornecer evidências convincentes de segurança e benefício.
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