A biotechnológia története

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából
A biotechnológia történetének kezdete a kutya háziasításával kezdődött. Háziasított állatok előfordulását mutatja történelmi koronként az ábra.
Régészeti lelőhelyek, ahol bor és olaj újkőkori, rézkori és kora bronzkori maradványait találták.
A paradicsom (Lycopersicon esculentum) háziasítása, majd elterjedése a kontinensen. 1. Peru központjában diverzifikáció. 2. Mexikó: az első háziasítás központja. 3. Európa: a második központja a háziasításnak. 4. Egyesült Államok: harmadik háziasítási központ

A biotechnológia története az élőlények segítségével végzett technológiák történetét írja le. Tágabb értelemben minden, az alap és alkalmazott biológiai tudományágban használatos technológiák története. A biotechnológia fejlődésének története a növények és állatok legkorábbi háziasításától napjainkig, a növények és állatok tulajdonságainak genetikai módszerekkel történő kiválasztásáig tart.

Tágabb értelemben már a sumerek sörfőzését is biotechnológiának tekinthetnénk, ahogy az évezredes növénynemesítést is, azonban a fogalmat precíz értelmében megtestesítő biotechnológia a rekombináns DNS technika megjelenésétől datálódik, az 1970-es évek végétől[1]. Az ipar pontos születési dátuma 1983-ra tehető, a humán inzulint rekombináns DNS technikával, baktériumok felhasználásával történő előállításának idejére. A transzlációs medicina és biotechnológia paradigmaváltást hozott az orvostudományban.

Mérföldkövek a biotechnológia történetében[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Történelem előtti idők i. e. 30 000 - i. e. 4000[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Egy 33 000 éves háziasított kutyaféle koponyája Szibériából. Razbojnyicsja-barlang (Altaj-hegység) [2].
Újkőkorszaki evőeszközök és élelmiszerek Svájcból. Malomkő, elszenesedett kenyér, gabonafélék, kis alma, agyag kondér és tartályok agancsból és fából.
Vavilov származási központok, amelyek a háziasítás kezdeti centrumai[3]. (1) Mexikó-Guatemala, (2) Peru-Ecuador-Bolívia, (2A) Déli Chile, (2B) Dél-Brazília, (3) Mediterrán (4) Közel-Kelet (5) Etiópia (6) Közép-Ázsia, (7) Indo-Burma (7A) Siam-Malaya-Java, (8) Kínában és Koreában [4]
A kutya és a juh a két legkorábban háziasított állat

A korai civilizáció időszakából kevés feljegyzés létezik, amely a mezőgazdaság és az élelmiszer-termelés kezdete is. A régészeti kutatások információforrásai tárgyi emlékek, ősi faragványok és vázlatok. Nem tudni, hogy mikor kezdődött pontosan a biotechnológia, amelynek korai kezdeményei az élelmiszer- és egyéb emberi szükségletekre összpontosított. Az élelmiszerek megőrzését valószínűleg váratlan események befolyásolhatták, mint például a tűz vagy a fagy, amely éhínséggel is járt. 15 000 évvel ezelőtt még a nagy testű állatokat nehéz volt befogni. Az emberek húshoz vadászatból, halászatból és elhullott állatok tetemeiből jutottak. Az élelmiszer-beszerzés gyakran szezonális volt, télen az élelmiszerellátás meglehetősen alacsony színvonalon állt.

A háziasítást a biotechnológia kezdetének tartják a kutatók. A németországi Oberkassel környékén feltártak egy hozzávetőleg 33 ezer éves kutya állkapcsot, amely a legkorábbi ismert háziasított állat maradványa lehet, illetve Szibériában egy koponyát. A két lelet azt a feltételezést támasztja alá, hogy a domesztikáció egyszerre több helyen ment végbe[5][6]. A többi állat háziasításának legvalószínűbb kezdete 11 000-12 000 évvel ezelőtt volt a Közel-Keleten. Az állattartás a fogságban tartással egy időben kezdődött a történeti időkben, könnyebb egy vadat a közelben, bekerítve tartani, majd elfogyasztani, mint vadászva elfogni. Tapasztalat útján megtanulta az ember, hogy etetni és itatni kell az állatokat. Megtanulta az állatok egyszerű tenyésztését, hogyan lehet növelni a hozamot. A szarvasmarhák, kecskék és juhok az első háziasított állatok. A biotechnológia őskorának első mérföldkövét a mesterséges szelekció képviselte.

Azték család kukoricából kenyeret készít

A növénytermesztés volt a következő lépcső. A kőkori ember a hasznos növényeket hazavitte a vadon élők közül és elültette lakóhelyéhez közel. Megtanulta, hogy a megfelelően érett magok alkalmasak csak veteményezéshez és megfelelő termesztés feltételeinek biztosítása alapvető fontosságú a termesztésben. Szükség van vízre, fényre és egyéb feltételekre a növények növekedéséhez. Legelső domesztikált növények valószínűleg a gabona félék és egyéb magvak voltak, amelyeket élelmiszerként fogyasztottak, először a termékeny félhold területén. A legrégebbről származó kukoricacső-maradvány, – amelyet Tehuacánban, Mexikóban találtak – korát mintegy 7000 évesre becsülik.[7] Mangelsdorf (1974 in Menyhért, 1985) szerint a Tehuacánban megtalált ősi csőmaradványok lehetnek már domesztikált növényektől származók, de lehetnek vadon termők is, amelyek egymás mellett létezhettek.

A természetes erjesztés folyamata megelőzi az írott történelmet. Ősidők óta az emberek jól ismerték az erjesztési folyamatot. A legkorábbi bizonyíték gyümölcs, rizs, és a méz keverékéből készült alkoholtartalmú ital készítésére, i. e. 7000-6600-ra nyúlik vissza, egy neolit ​​kínai falu, Jiahuban[8]. A borkészítés dátumok i. e. 6000-re Grúziában, a Kaukázus területén talált korsó bizonyítja[9].

Mintegy 10 000 évvel ezelőtt az emberek már eleget tanultak a növénytermesztésről és az állattenyésztésről ahhoz, hogy növeljék a saját élelmiszer-tartalékaikat. A farmergazdálkodás és letelepedés kezdete ez az időszak. Mivel az élelmiszerek nagyobb mennyiségben álltak rendelkezésre, képesek voltak tárolni azokat és így megőrizni fogyasztható állapotukban a növényeket. Az élelmiszerellátás bizonyos évszakokban javult. Egyes élelmiszerek megromlottak, bomlásnak indultak. Mások módosított formában továbbra is élvezhető állapotban maradtak vagy hűvös barlangban nem romlottak meg olyan gyorsan. A többlet élelmiszerek tartósítása szükségessé vált. Olyan folyamatokra volt szükség, amelyek megakadályozzák vagy lassítják az élelmiszerek bomlását. A főzés és hűtés gátolja a mikroorganizmusok szaporodását. Mintegy 4000 éve nomád törzsek Ázsiában felfedezték, hogy bizonyos körülmények között a tej megsavanyodik, de élvezhető állapotban marad hosszú ideig, nem romlik meg. Az egyik első élelmiszer a sajt, mely biotechnológiai folyamattal készült. Baktériumtörzset és tejoltó nevű enzimet adtak a tejhez, ami savat képezve savanyú tejet eredményezett. A tejoltó a borjak gyomorfalából származott, ma részben géntechnológiával készül.

Az ecet ősi termék, tartósításra használt élelmiszer. Az élelmiszereket tartósítja, pácoláshoz is használják. Gyümölcslevek és gyümölcsök kivonatai és magok is képesek fermentációra, erjesztésre. Bibliai hivatkozások a bort említik, ez alapján az erjedés mintegy 3000 éve ismert folyamat. A fermentáció, erjedés olyan folyamat, amelynek során élesztő enzimek, kémiai változás során vegyületeket alkohollá alakítanak. Az alkoholt alakítjuk át ecetsavvá további mikrobák segítségével. Az ecetsav adja a savanyú ízt és megakadályozza egyes baktériumok szaporodását.

Ókor i. e. 4000 – i. sz. 476[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Alulu sör számla - ez rögzíti a vásárlást, a "legjobb" sört a sörgyárból, I. e. 2050 a sumér Umma városában, az ősi Irakban.[10].
A háziasított szarvasmarha az ókori Egyiptomban.
Az ókori egyiptomi sörkészítés famodellje [11]
Antik római pékség maradványa. Molino del silvano (Ostia antica)

Egyiptom, Babilon, Kína: kenyérkelesztés kovásszal. Alkoholos erjesztett italok (gyümölcslé, tej). Sörkészítés. Sajtkészítés. Eceterjesztés. Az első fermentáló technológiát a sumer és babilóniai sörgyártásban alkalmazták először. Sörkészítés és söráldozat Nin-Harra istennőnek. Monument Blau, agyagtábla, Sumér Birodalom. Borkészítés Asszíriában ismert. Az ókori egyiptomiak, hogy megértsék a tudományos folyamatokat, újításokkal bővítették azokat, a fejlett fermentációs és tenyésztési technológiák gyakorlatában. Az ókori egyiptomiak a bort fermentáción alapuló technológiával készítették, úgy hogy tudták azt, hogy a mikrobiológiai folyamatok az oxigén hiányában zajlanak. Egyiptomiak is alkalmazták erjedés technológiákat a tészták készítéséhez, a sütőiparban. Részben ezt az eljárást használták fel mintegy 50 fajta kenyér elkészítésénél Egyiptomban, több mint 4000 évvel ezelőtt. A Nílus-völgy csapadékosabb vidékein, az egyiptomiak is tenyésztettek ludat és szarvasmarhát, hogy megfeleljenek a társadalom élelmiszer és táplálkozási igényeinek.

Az egyiptomi kenyér gyártástechnológiája élesztővel, a joghurtgyártás baktériumokkal, gyümölcslevek alkoholos erjesztéssel készültek. A sajtgyártás, bor-, sör- és ecetgyártás fermentációval valósult meg 5000 évvel ezelőtt[12]. i. e. 3150 k. - Az egyik egyiptomi első fáraó I. Skorpió sírjából származó korsó tartalmát elemezték Dr. Patrick McGovern és kollégái. Azt találták, hogy a maradék anyag egy már régen elpárologott folyadékból származik, amely tartalmazott kalcium-tartarátot, ami a szőlőből készült termékek biológiai markere. Miután megállapították, hogy a DNS-fragmens bor élesztőt jelzett azt bizonyítja, hogy a korsóban talált anyag szőlőtermék, azaz bor volt. A kutatók arra is találtak bizonyítékot egy fagyanta segítségével a bort tartósították, amelynek antioxidáns hatása megakadályozta a további fermentációt, a bor ecetesedését[13].

Az asszíriai és babilóniai papok már mesterséges megporzást alkalmaztak, ami a következő mérföldkövet képviseli a biotechnológia történetében (első keresztezések). i. e. 500-ban az első antibiotikumként a penészes szójatúrót használták gyulladások, kelések kezelésére Kínában. Hippokratész megállapította, hogy a férfi a spermájával járul hozzá a gyermek örökléséhez. Ennek analógiájára, gondolta van egy hasonló folyadék a nőknél is, mivel a gyermekek jól kapnak vonásokat mindkét szülőtől, körülbelül egyenlő arányban. Szókratész (470?–399) felvetette a genetika első problémáját: Miért nem hasonlítanak a fiúszülöttek mindenben apjukra? Arisztotelész, úgy döntött, hogy elutasítja Hippokratész elméletét, aki azt mondta a tanítványainak, hogy minden öröklött tulajdonság az apától származik. A hím sperma meghatározza a baba formáját, míg az anya határozza meg az anyagot, amelyből a baba készült. i. sz. 100 körül - Az első inszekticid: porított krizantém (Kína).

Középkor (i. e. 476 – i. sz. 1492)[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Kenyérbolt Észak-Itáliában, 15. század eleje. Tacuinum Sanitatis, Biblioteca Casanatense

A lepárlás tudományát valószínűleg ír misszionáriusok vitték a Földközi-tenger térségéből a Brit-szigetekre a 6. és a 7. század között. A kontinensen először Spanyolországban jelent meg a mórok közvetítésével a középkorban. Itt eleinte nem italok, hanem illatszerek és aromák készítésekor alkalmazták. [14] Az 1150-es években a kontinensen kezdtek etanolt előállítani borból ital céljára. Az 1360-as években kifejlesztették az orléans-i módszert az ecetgyártásban.

Az 1320-as években egy arab törzsfő először alkalmazott mesterséges megtermékenyítést „szuper ló” kitenyésztése céljából.

Az újkor Pasteur előtt (1492–1857)[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

16. századi sörgyár
Janssen első összetett mikroszkópjának másolata, amelyet John Mayall 1891-ben készített.[15]

1590 körül Zacharias Jansen feltalálta az összetett mikroszkópot. William Harvey 1616-ban felfedezte a vérkeringést, 1651-ben publikált munkájában pedig azon a véleményen volt, hogy az emberi és állati szervezet előképe megtalálható a magban és a tojásban, amivel megsejtette a modern genetikát. A mikroszkóp segítségével Robert Hooke 1665-ben publikálta a sejtek felfedezését. Anton van Leeuwenhoek, aki tanult lencsecsiszoló volt, valószínűleg ennek hatására kezdett megfigyeléseket végezni maga készítette mikroszkópjaival. Eredményeit 1673-tól közölte levélben a Royal Society-vel. Vizsgálódásai eredményeként ő figyelte meg elsőként a vérben a vörösvérsejteket, az ondóban a spermiumokat, a tócsák vizében az egysejtű állatokat, az ázalékállatokat.

1700 körül Rudolf Jakob Camerarius német botanikus bebizonyította, hogy a virágoknak is vannak szexuális szervecskéik. 1761-ben Joseph Gottlieb Kölreuter német botanikus leírta az első keresztezést különböző fajtájú növények között. A fehérjék terápiás felhasználásának első esete Edward Jenner (1749–1823) angol orvos nevéhez fűződik, aki "fehérje vakcinaként" tehénhimlőt használt 1796-ban a feketehimlő megelőzésére. Edward Jenner kifejlesztette az első vakcinát a himlő ellen (vaccinus = tehénből eredő).

1818-ban Erxleben felfedezte a fermentációs folyamatokat. 1828-ban a karbamid szintetizálásával sikerült bonyolultabb molekulát is kémiai úton előállítani. 1838-ban Matthias Jakob Schleiden és Theodor Schwann felállították a sejtelmélet: „Minden sejt sejtből születik.” 1850 - Semmelweis Ignác.

Pasteur-korszak (1857–1940)[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Hibridizációs mintázat. "Kísérletek növényi hibridizációval" Gregor Mendel (1865).
Pasteur-készülék baktériumok tanulmányozásához.
Louis Pasteur megfigyeli a veszettség vírussal beoltott kísérleti nyulakat. La Science Illustre 15. Szeptember 1888.

1857-ben Louis Pasteur kijelentette, hogy a fermentációért mikrobák, élesztők a felelősek, és leírta a tejsavas erjedést. 1858-ban Traube feltételezte, hogy a fermentációt enzimek végzik. 1859-ben Charles Darwin megjelentette A fajok eredete című munkáját. 1863-ban Pasteur leírta a „pasztörizálást”. Az etanol, butanol, aceton, glicerin, szerves savak (citromsav) stb. előállítása vált megoldottá. Az aerob szennyvíztisztítás is a fejlődés mérföldköve. 1864-ben Pasteur kifejlesztette a róla elnevezett eljárást, a pasztőrözést, amely hőt alkalmaz, hogy elpusztítsa a káros mikroorganizmusokat a tejtermékekben. A tejtermékek ezután légmentesen zárt tárolóedényekben biztonságosan eltarthatókká váltak. Pasteur tudományos áttörést hozott az emberek életminőségének javulásában, így az élelmiszerek, mint például a tej, amely eltarthatóvá és így, szállíthatóvá vált anélkül, hogy megromlott volna.

1865-ben Gregor Mendel publikálta a Mendel-szabályokat, amivel megszületett a modern genetika. Az 1800-as évek közepén Mendel alaposan tanulmányozta az öröklődés elvét a zöldborsón. Sikeresen vizsgált különböző tulajdonságú borsókat, azok színét, száruk magasságát és termésük méretét. Először vizsgálta borsónövények öröklődési mintázatait és kimutatta, hogy egyszerű statisztikai szabályokat követnek. Habár a növények nem minden jegyükben mutattak ilyen öröklődési mintázatokat, Mendel munkája bizonyítékul szolgált, hogy az öröklődési vizsgálatokban a statisztika használata hasznos lehet. Azóta már számos jóval bonyolultabb öröklődési formát is sikerült kimutatni. Statisztikai elemzéseiből arra következtetett, hogy az öröklődésnek van alapegysége, amit allélnak nevezett el. Az allél kifejezés a mendeli értelemben majdnem szinonim a génnel, viszont ma az allél a génnek egy változatát jelenti. Mendel munkájának jelentőségét egészen a 20. századig nem ismerték fel, amikor is írásait újból felfedezte egymástól függetlenül Hugo de Vries, Carl Correns és Erich Tschermak. Ma már tudjuk, a DNS változása befolyásolhatja az öröklődést és változatos élőlényeket eredményez. Valójában, a genetika határozza meg, az emberek hogyan néznek ki és esetleg hogyan cselekednek.

1873-tól Robert Koch baktériumtelepeket növesztett agaron, és számos baktériumot leírt. 1876-ban Wilhelm Kühne megalkotta az enzim szót. 1879-ben Hansen felfedezte az Acetobactereket. 1880-ban legyengített kórokozókkal sikeresen immunizáltak. 1882-ben Robert Koch azonosította a TBC-t okozóbaktériumot, 1884-ban pedig Veszettségvakcinát állított elő. 1890-es években megszületett a szérumterápia a diftéria (torokgyík) gyógyítására. 1893-ban Koch és Pasteur szabadalmaztatta a fermentációs eljárást. 1897-ben E. Büchner megállapította, hogy az élesztőben erjesztő enzimek vannak.

Eduard Van Beneden belga biológus a mikroszkóp tökéletesedése után 1882-ben felfedezte, hogy minden faj jellegzetes kromoszómaszámmal rendelkezik.

1900-tól megépültek az első kommunális szennyvíztisztító telepek Berlinben, Hamburgban, Münchenben, Párizsban és máshol. 1902-ben Haberland: elsőként próbálkozott növények vegetatív sejteinek tenyésztésével táptalajon. 1903-ban felfedezték a kromoszómákat, mint az öröklődés egységeit. 1902-ben megjelent az immunológia fogalma. 1905-ben a brit biológus, William Bateson először használta a genetika szót Adam Sedgwick-nek írt levelében. 1906-ban Paul Ehrlich létrehozta a Salvarsant, az első kemoterapeutikumot. 1908 Calmette és Guerin kifejlesztette a BCG-vakcina a TBC ellen, amelyet 1921-ben vezettek be. 1910-ben Thomas H. Morgan bizonyította, hogy a géneket a kromoszómák hordozzák. Egy új technika, az 1913-ben kifejlesztett röntgen-krisztallográfia lehetővé tette nagyobb méretű molekulák szerkezetének vizsgálatát. Ez a technika lényegében egy molekula fényképe, kihasználva a röntgendiffrakció elvét, vagyis azt, hogy röntgensugarak letérnek az eredeti pályájukról, amikor elérik a molekulát. 1915-ben Delbrück, Hayduck és Hanneberg bevezették a pékélesztőgyártás ún. német eljárását. 1915-ben először találtak bakteriofágot, baktériumvírust.

1919-ben a biotechnológia szó először jelent meg nyomtatásban Ereky Károly magyar gépészmérnök tollából. 1920-tól megindult a felületi citromsav fermentációja. 1922-ben Banting és Best az inzulint alkalmazták az első fehérjegyógyszerként. 1928-ban Alexander Fleming felfedezte a penicilint. Az elektronmikroszkóp (1930) és elektroforézis (1937) feltalálása hozzájárult a biotechnológia kialakulásának felgyorsuláshoz. 1937-ben Mamoli és Vercellone felfedezte a mikrobiális transzformációk lehetőségét. 1938-ban Franciaországban elkezdték gyártani a B. thuringiensis toxin inszekticidet. 1938-ban megszületett a „molekuláris biológia” kifejezés.

A fermentáció tovább fejlődött, megjelennek a fermentorok, amelyeket arra használták, hogy a fermentációs folyamat sebességét fokozzák. Speciálisan kialakított kamrában végezték, amely elősegítette az erjedési folyamatot. Lehetővé tette a hatékonyabb szabályozást, különösen az ecet esetében. Új termékek, mint például a glicerin, aceton, és citromsavat előállításához vezetett. Az élesztőgombák, amelyek kiszámíthatók és könnyen elérhetővé váltak a modern sütőipar kialakulásához vezetett. A fermentáció használata felgyorsította a kifejlesztését az antibiotikumoknak, amelyek bakteriális fertőzések leküzdésére használatos gyógyszerek.

Az antibiotikumok korszaka (1940–1953)[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Penicillium notatum gombatelep.
Alexander Fleming (1881-1955) 1945-ben kapott Nobel-díja, amit az 1928-ban felfedezett penicillinért kapott.

A penicillint az 1920-as évek végén fejlesztették ki, és az 1940-es években elkezdődött az ipari gyártása és az antibiotikumok korszaka. Állati sejttenyésztés vírus elleni oltóanyagok stb. Mikrobiális szteroidok transzformációja. 1941-ben Beadle és Tatum megalkotta az „egy gén egy enzim” elméletet. Az elméletet azóta módosították az "egy gén, egy polipeptid" hipotézisre.

1944-ben Schatz és Waksman felfedezték a streptomicint. Sanger bevezette a kromatográfiát az inzulin szekvenálására.

Az 1940-es évekre a genetikai és a biokémiai ismeretek egyértelműen arra utaltak, hogy a DNS és a gének egymással szoros kapcsolatban állnak. Ugyanakkor nem volt világos, hogy a DNS milyen módon tölti be az örökítő anyag szerepét. Erre a kérdésre aztán a cambridgei Cavendish laboratóriumban sikerült a választ megtalálni. Avery a Rockefeller Egyetem kutatója, 1944-ben bizonyította, hogy a DNS hordozza a genetikai információt a bakteriális pneumococcusban, a tüdőgyulladás kórokozójában [16]. 1946-ban Tatum és Lederberg felfedezte a konjugációt. 1948-ben Duggar felfedezte a klórtetraciklint. 1949-ben megindul a szubmerz ecetsav termelés. A B12 vitamin fermentációs előállításának kezdete. Ipari léptékű biotranszformációk kezdete. 1951 - HeLa sejtek: Henrietta Lacks nevű beteg sejtjei, George Gey indította a kultúrát. Sejtek növelhetők és szaporíthatók in vitro kultúrában 1952 - Az agammaglobulinaemia (közönséges variabilis immundeficiencia) gyógyítása tisztított immunglobulin G-vel (ivIG, Humaglobin, stb.) 1952-ben Linus Pauling jelentős eredményt ért el a fehérjeszerkezet feltárásában.

A hagyományosan az embergyógyászatban használható humán vagy állati eredetű fehérjéket természetes proteinforrásokból izolálták, bonyolult fehérjetisztítási eljárások során. Ilyen proteinforrásoknak számítanak az emberi vagy állati szövetek, mint például a vér is. A véralvadási rendellenességek kezeléséhez használatos vérfehérjéket (VIII és IX véralvadási faktorok), több más készítményhez hasonlóan, az 1946-ban kidolgozott Cohn-frakcionálással izolálták. Az ellenanyagok készítéséhez először a mérget nyerik ki az állatokból, majd ezekkel a komplex fehérjekeverékekkel állatokat (pl. lovakat) oltanak be, és az immunrendszer természetes működését kihasználva méregspecifikus antitestek termelését idézik elő. A beoltott állatok véréből tisztítva állítják elő az antiszérumot, mely a specifikus antitesteket tartalmazza. Az emberi vérből kinyerhető fehérjék nagy előnye hogy fajazonosak, vagyis immunválaszt nem váltanak ki, és a biológiai aktivitáshoz szükséges összes megfelelő poszttranszlációs módosítást tartalmazzák. Emberi vér viszont nem áll rendelkezésre a szükséges mennyiségben, és mindig tartalmazhat ismert vagy ismeretlen kórokozókat, vagy káros szennyeződéseket, amelyeket a tisztítási eljárás nem képes tökéletesen eltávolítani.

A DNS felfedezése és kutatásának kezdetei (1953–1973)[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A brit tudós, Rosalind Franklin DNS-kutatása alapozta meg a létraszerű, kettős spirál felfedezését. A Nature magazinban, 1953-ban, James Watson és Francis Crick kézirata leírta a kettős spirál DNS szerkezetét. A DNS szerkezetének felfedezése a molekuláris biológia és genetika robbanásszerű kutatását eredményezte.[17]. Watson, Crick és Wilkins Nobel-díjat kaptak 1962-ben [18]. Minden organizmusban az élő szervezetek alapegysége, a sejt. A DNS hordozza a sejtre jellemző alapvető információkat, amely meghatározza a sejtek alapvető jellemzőit. A kezdetektől fogva látták a kutatók a potenciális lehetőséget A DNS módosításán keresztül új típusú gyógyszerek és kezelések kialakítására. Vagy olyan növények létrehozására, amelyek meg tudják védeni magukat a betegségektől.[19]

1955-ben felfedezték, hogy az állati szövetek kémiailag definiált közegben szaporíthatók. 1956-ban Kornberg felfedezte a DNS polimeráz enzimet, 1957-ben Kinoshita és munkatársai a glutaminsav fermentációt.

A molekuláris biológia központi dogmáját Crick és Gamow fogalmazták meg 1957-ben. A DNS-szekvencia valójában egy fehérje aminosavsorrendjét határozza meg. A genetikai információ mindig a DNS-ről a hírvivő RNS (mRNS) irányába, majd erről a képződő fehérje irányába halad. Ezt a dogmát a reverz transzkriptáz felfedezése később ugyan valamelyest módosította, mivel kiderült, hogy az RNS vírusok esetében szükség van arra, hogy RNS-ről DNS képződjék. A reverz transzkripció ill. az azt végző enzim a molekuláris biológia későbbi szakaszában nagyon fontos eszköznek bizonyult.

1959 François Jacob és Jacques Monod: genetikai (génszintű) szabályozás felfedezése. * 1960 - Növények vegetatív mikroszaporítása. * 1961 - Nierenberg poly-U szintézise, UUU a Phe-t kódolja. 1965 - Egér és emberi sejtet fuzionáltatnak. * 1966 - A genetikai kód megfejtése. * 1969 - Az első in vitro enzim szintézis * 1970 - Először izolálnak reverz transzkriptázt. * 1971 - Protoplasztból a növény regenerálható.

A genetikai kód megfejtése volt a következő fontos lépés. 1966-ban Marshall Warren Nirenberg, Mathaei és Ochoa mutatták ki, hogy a nukleotidtriplettek képesek mind a 20 aminosav kódját meghatározni. Ez azt jelentette, hogy a 20 aminosavat 64 lehetséges kombináció kódolja. Az RNS nukleotidok keverékéből szintetikus mRNS-t készítettek a polinukleotid foszforiláz segítségével. Első lépésben szintetikus poli-uracil RNS-t készítettek és ha ezt az Escherichia coli baktérium in vitro proteinszintetizáló rendszeréhez adták, akkor egy fehérjét (polifenilalanin) sikerült szintetizáltatni.

Ezt követően Leder és Nirenberg rövidesen módosított eljárással a teljes genetikai kódot sikerrel megfejtette. Néhány aminosavnak egy vagy két kodonját azonosították, de találtak olyan aminosavakat, amelyeket 4 vagy 6 kodon azonosított. A kodonok közül egy start, három pedig stop kodonnak bizonyult. A munka sikeréhez Har Gobind Khorana is jelentősen hozzájárult, mivel olyan módszert dolgozott ki, amely lehetővé tette specifikus RNS szekvenciák szintézisét. Ezért a munkáért Nirenberg, Khorana és Robert W. Holley 1967-ben Nobel-díjat kapott.

A molekuláris genetika egyik fontos állomása volt a David Botstein által kifejlesztett módszer a restrikciós fragmentum hossz polimorfizmus meghatározására. Ez azon alapszik, hogy ha pl. 2 emberi egyed DNS szekvenciáját hasonlítják össze, akkor átlagosan 500 bázispárra esik 1 különböző nukleotid. Ha ez a polimorfizmus olyan szakaszra esik, amely egy restrikciós enzim hasítóhelye akkor ez megakadályozza az enzim hasítását. Így a hasítás hiányában az agaróz gélen megfutatott DNS fragmentum mérete hosszabb lesz. Az ilyen polimorfizmusok esetenként mint molekuláris markerek is jól használhatók lesznek.

A molekuláris biológia fejlődését nagy mértékben segítette Frederick Sanger munkássága is. Először az inzulin aminosav sorrendjét határozta meg és ezért Nobel díjat is kapott. Később a rövid RNS molekulák szekvencia sorrendjének meghatározására dolgozott ki egy módszert. Végül pedig a második Nobel díját a DNS szekvencia megállapítás új módszerének kidolgozásáért kapta 1980-ban.

Az új biotechnológia kezdetei (1973–1999)[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Rekombináns DNS
Rekombináns DNS célvektor

A modern biotechnológia élő szervezetek genetikai anyagának manipulációja rekombináns DNS-módszerekkel, amely mikroszkóp használatán, biokémiai módszereken, a kapcsolódó tudományokon és technológiákon alapszik. Gyakran nevezik géntechnológiának. A molekuláris biológia fejlődésének következő mérföldkövét Paul Berg 1972-ben közölt eredményei jelentették. Ebben a kísérletben Berg restrikciós enzimet használt, hogy egy gént izoláljon egy emberi rákbetegséget okozó majomvírusból. Ezután a DNS ligáz enzimet használta fel arra, hogy a vírus DNS-ét az Escheria coli baktérium lambda fágjába építse be. Ez volt az első eset, amikor különböző szervezetekből nyert rekombináns DNS-t sikerült előállítani. Berg a kísérlet kockázatos jellegét is észrevette, ezért először a rekombináns DNS molekulát nem az E. coli baktériumba transzformálta, ahol az könnyen felszaporítható lett volna. Ezért egy év szünetet javasolt az ilyen típusú kísérletekre, hogy a megfelelő biztonsági előírások kidolgozására elegendő idő legyen. Ezután sikerrel újította fel kísérleteit a rekombináns DNS-sel és felfedezéseiért 1980-ban Nobel díjat kapott. 1973-ban Stanley Cohen és Herbert Boyer rekombináns DNS-t illesztettek egy baktériumba, amely szaporítani, vagyis klónozni kezdte az idegen DNS-t. Ez volt a génsebészet kezdete.

1975 - Hibridóma-technológia: monoklonális ellenanyagok * 1975) - A monoklonális antitesttermelés elvének és gyakorlatának kidolgozása Köhler és Milstein nevéhez fűződik. * 1975 Moratórium Asilomarban az rDNS-kísérletekre. Első monoklonális AB (antitest) termelése. * 1980 - Monoklonális diagnosztikai vizsgálatok * 1981 - Az első transzgénikus emlős (egér). * 1982 - Az első rDNS állati vakcina (kólibacilus elleni oltóanyag forgalmazásának engedélyezése.

A fehérjeterápiás gyógyszerek kifejlesztése és felhasználása az utóbbi időkben jelentős mértékben megnőtt, elsősorban a rekombináns technológiák fejlődésének köszönhetően. A fehérjeterápiás gyógyszerek számos előnnyel rendelkeznek a kis molekulatömegű gyógyszerekkel szemben, jellemző rájuk a nagyobb specifikáció, valamint a komplex funkciók. Egyik legjelentősebb csoportjukat azok a fehérjék képezik, amelyeket nem termelődő, vagy hibás fehérjék pótlására használják. Számos fehérjeterápiás szer szignálútvonalakat befolyásol (például az interferonok), növekedési faktorokat pótol (például trombocita-eredetű növekedési faktor -PDGF), vagy a hemosztázist befolyásolja (például szöveti tipusú plazminogén aktivátor-tPA).

Egyes fehérjeterápiás enzimeket molekulák lebontására alkalmaznak (pl. aszparagináz alkalmazása akut limfoid leukémiában). Terápiás fehérjék vakcinaként is szolgálhatnak (pl. humán papilloma vírus – HPV elleni vakcinálásban). Nem termelődő vagy hibás fehérjék terápiás pótlására napjainkban már számos példa van. A diabétesz az egyik leggyakoribb népbetegség, kezeléséhez elengedhetetlen a rekombináns inzulinkészítmények alkalmazása. Albumin jelentős mennyiségű előállítására a második világháborút követően került sor, lejárt donor plazmákból, katonai jelentősége miatt. A laktóz-intolerancia valójában egy szerzett („gene of function”) mutáció hiánya az emberi populáció egy jelentős részében, azonban tekintettel a tejfogyasztás általános elterjedtségére, a laktát enzim alkalmazása jelentős hatású az érintett egyedekben.

A vérzékenység klasszikus előfordulásai a VIII-as illetve a IX-es véralvadási faktorok hiányai. Ezen faktorokat eredetileg vérből, később rekombináns technológiákkal állították elő. A protein C deficienciában alkalmazott fehérje koncentrátum forrása szintén poolozott, lejárt szavatosságú human plazma. A Gaucher kórban szenvedő betegek esetén a beta glükocerebrozidáz enzim hiányzik, ennek következtében a sejtekben illetve egyes szervekben lipidfelhalmozódás következik be.

Herbert Boyer és Robert Swanson 1976-ban megalapította a Genentech Inc.-t, az első géntechnikai vállalatot. 1977-ben a Genentech bejelentette az első humán fehérje, a szomatosztatin baktériummal történő előállítását. 1978-ban, Herbert Boyer, a University of California laboratóriumban, San Franciscoban előállította a humán inzulin génjének szintetikus változatát, és beillesztette az Escheria coli baktériumba.[20].

Walter Gilbert és Allan Maxam a Harvard Egyetemen kidolgozott egy új DNS-szekvenálási eljárást, amely vegyszerek használata helyett enzimekkel működik.[21]. 1980-ban az amerikai Legfelsőbb Bíróság megállapította, hogy genetikailag módosított élőlények is szabadalmazhatók (Pseudomonas putida szénhidrogénfaló baktérium, Chakrabarty-ügy).[22]. Svájci kutatók 1981-ben klónozták az első transzgénikus emlősöket (egereket). A Genentech Inc. mkég ebben az évben klónozott interferon gammát szabadalmaztatott és Dr. Baruch Blumberg és Dr. Irving Millman fejlesztette ki az első hepatitis B vakcinát (nem rekombináns) [20] Az amerikai Food and Drug Administration (FDA) 1982-ben jóváhagyta az első biológiai vagy rekombináns fehérjét, az első genetikailag módosított gyógyszert, a baktériumok által termelt humán inzulint és ezzel egy időben az Applied Biosystems, Inc. bevezette az első kereskedelmi gázfázisú fehérje szekvenátort, ezzel drasztikusan csökkentve a szükséges fehérje minta szekvenálását.

Kary Banks Mullis 1983-ban a Cetus Corporationnél Berkeley, (Kalifornia) feltalált egy technikát a DNS-szekvenciák in vitro meghatározására, a polimeráz-láncreakciót (PCR). Szigorú értelemben ettől számíthatjuk a modern biotechnológia megszületését.[23] A transzlációs medicina és biotechnológia paradigmaváltást hozott az orvostudományban, amely magában foglalja az ember biológiájának mélyebb megismerését és a gyógyítást is a molekuláris diagnosztika és a személyre szabott gyógyítás (orvosi genomika, farmakogenomika, nutrigenomika) révén.[24].

1985 - Az első engedély genetikailag módosított szervezetek szabad környezetbe :kibocsátásra * 1986 - Az első egér-monoklonális antitestterápia kifejlesztése a transzplantációt követő rejekciós epizódok kezelésére (Muromonoab-OKT3) * 1988 - Az emberi géntérkép felderítését célul tűzik ki (NIH) () * 1988 - Első alkalommal szabadalmaztatnak rák génjével fertőzött génmanipulált állatot (egeret) * 1989 - A biológiai helyreállításra terelődik a figyelem: a mikrobákkal feljavított :műtrágyát sikeresen alkalmazzák az olajszennyeződés elleni küzdelemben * 1990 - Vírusnak ellenálló dohány kerül forgalomba (az első transzgénikus növény) ) * 1990 - Rekombináns renin, (sajtgyártásban felhasznált enzim) forgalmazása * 1990 - Génsebészetileg előállított bionövényvédő szerek nagy léptékű kipróbálása * 1990 - Első alkalommal engedélyezik az emberi génterápia klinikai alkalmazását * 1990 - A Humán genom projekt elindul(HUGO). * 1992 - Birkaklónozás: az állati sejt is totipotens. * 1996 - A teljes élesztőgenom ismert. * 1994 - Antitest-kimérák (Abciximab-ReoPro (Gp IIb-IIIa) * 1995 - az első teljes genomtérképet 1995-ben készítették el (egy baktériumra), de ma már :több, mint 1500 faj genetikai térképe ismert * 1996 - USA: az első genetikailag módosított (GMO) kukorica és szójatermés * 1997 - Rituximab-Rituxan (CD20) * 1998 - Humanizált ellenanyagok (complementarity-determining region; CDR-grafted) mAb, :Trastuzumab-Herceptin (Her2/Neu,) és Infliximab-Remicade (TNFa).

A biotechnológia napjainkban (2000 - )[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Valós idejű bioreaktor sematikus rajza.
Markov modell.
Evolúciós Biológia. A modern rendszertani csoportok saját közös őseinek vázlatos ábrázolása teljesen szekvenált genomjai alapján.

A számítástechnika és az elektronika mellett a molekuláris biológia az a terület, amelyben forradalmi változások zajlanak az utóbbi évtizedekben, amelynek fő jellemzői a rohamosan gyarapodó ismeretek a molekuláris szintű biológiai folyamatok megértésében és a biológiai ismeretek alkalmazása a gyógyításban, az iparban és a mezőgazdaságban. A fejlődés valójában a molekuláris genetikában zajlik, nem az egész molekuláris biológiában. Paradigmaváltás az orvostudományban, orvosi genomikában magába foglalja az ember biológiájának megértését és a gyógyítást is. A gyógyításban elsőként a molekuláris diagnosztikában várható áttörés, mely a különféle betegségek kimutatását és előrejelzését jelenti.

A terápiában a személyre-szabott gyógyászat (personalized medicine) megteremtése az elérendő cél. A személyre-szabott gyógyászat egyrészt, a hagyományos gyógyszerek egyénekre összeállított kombinációit jelenti (a molekuláris diagnosztikai vizsgálatok alapján); másrészt, új egyén-specifikus gyógymódok (pl. génterápia, tumor-terápia, antitest-terápia, őssejt terápia) bevezetését foglalják magukba. A jövő orvostudományában a betegségek megelőzése (prevenció) nagyobb fontossággal bír majd. Az egyén genomjának ismerete alapján valószínűsíteni lehet a betegségeket, ami lehetővé teszi a megfelelő életmód kialakítását és a gyakori, célzott orvosi vizsgálatok végzését.

Piacra került az első, növényekben készült gyógyszer [25]. Az USA-ban már több mint 200 peptid- illetve gyógyszerfehérjét hagytak eddig jóvá terápiás alkalmazásokra. A biotechnológiai úton előállított hatóanyagokat régóta alkalmazzák mind orvosi, mind pedig kutatási célokra. A biotechnológiai ipar sikereket ért el az egyszerűbb molekulák előállításában, mint például az antibiotikumok, a humán fehérjék (vagy akár a kisebb peptidek) ipari mennyiségben történő előállítása viszont nagyságrendekkel nehezebb feladatot jelentett. Sok hormon kis peptid (kalcitonin, oxitocin, vazopresszin), és szintézisük kivitelezhető a Bruce Merrifield által a hatvanas években kifejlesztett módszerrel. A molekuláris biológia fejlődése az elmúlt években lehetővé tette különböző hatásmechanizmusú gyógyszerek bevezetését

  • 2002 - teljesen humán ellenanyagok (phage display–derived Adalimumb-Humira (TNFa) * 2000 - 2003 - HGP (F. Collins) & Celera (Venter) – humán genom * 2006 - transgenic mouse-derived Panitumumab-Vectibix (EGFR) * 2011-ben 29 gyógyszert gyártó cég érdekelt a monoklonális antitest-alapú terápiák területén, összesen 52 termékkel. Ezek indikációi több száz betegségre terjednek ki, és évente mintegy 40 milliárd US dolláros forgalmat eredményeztek. A fenti, és hasonló más szerek kifejlesztésének sikere lehetővé tette, hogy korábban kezelhetetlen, vagy csak nem-specifikus módon kezelhető betegségek sikerrel befolyásolhatók, sőt egyes esetekben gyógyíthatók legyenek. Ezek a betegségek az autoimmun-gyulladásos és a daganatos betegségcsoportokba tartoznak. * 2012 - Kutatói jelentések szerint az első "hipoallergén" tehén, Daisy, már genetikailag kész, hogy eltávolítsa azt a fehérjét, amely kiválthatja a tejsavó allergia emberben. * 2012 - Biotech növényeket ültetnek a 420.800.000 hektáron, 17,3 millió gazda, 28 országban. Több mint 90%-ánál kicsi, erőforrás-szegény fejlődő országok gazdálkodóinál. * 2013 - Befejezett genom projektek - 725 eubaktérium, 38 archea, 20 protista, 47 gomba, 3 növény, 43 állat (17 emlős). * 2013 - Genomok információtartalma - ~25.000 gén 3200 Mbyte Homo sapiens

Óriási mennyiségben gyűlnek a kutatási adatok a genetikai laborokban. Az adatbányászat lehetővé teszi, hogy a tudósok korábban nem is sejtett összefüggésekre bukkanjanak. Becslések szerint ma már 2000 petabájt (kb. 2000 millió gigabájt) tudományos adat létezik, körülbelül a fele szervereken, a fele pedig PC-ken. És ez az irdatlan adatmennyiség gyorsuló ütemben bővül. A mai tudomány az adatgyűjtésről és adatelemzésről szól. Az óriási adatbázisokban való bányászat új tudományos megközelítést szült: például a genetikában már nem azokat a géneket vizsgálják évtizedeken át, amelyeket egy professzor valamiért gyanúsnak talált egy betegség hátterében, hanem azokat, amelyek egy egészséges és egy beteg sejt genetikai profiljában eltérést mutatnak. Az adatrobbanás leginkább a részecskefizika, a csillagászat, a genetika, a bioinformatika és az agykutatás területén érzékelhető leginkább. A bioinformatika szót az 1980−as évek közepén használták először, legtágabb értelemben: minden, amit számítógéppel csinálnak, és köze van a biológiához. Szűkebb értelemben: a biológiai szekvenciaadatok kezelése és elemzése, ill. a 3D szerkezeti információ kezelése és elemzése[26].

Mérföldkövek a hazai biotechnológia történetében (1700 - 1980)[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A magyar biotechnológiai ipar kezdete (1700-[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

  • 1720 Szentgyörgy habzóbor
  • 1787 Pozsony Ecet
  • 1790 Pest növényolaj termelés
  • 1790 Kismarton bor pincészet
  • 1797 Fiume cigaretta,szivar, burnót
  • 1804 Újlak brandy
  • 1808 Ercsi répacukor
  • 1825 Pozsony pezsgő
  • 1844 Budapest sörgyár
  • 1845 Temesvár állami dohánymonopólium
  • 1850: nagyobb szeszüzemek száma: 5671 ( 17 hl –nél több napi)
  • 1851: 773 sörgyár
  • 1853 Budapest élesztő
  • 1857: Első magyar borverseny
  • 1862 Budapest szalámi
  • 1872 Rohonc konzervgyár
  • 1882 Szombathely szövetkezeti tejüzem
  • 1887 Fűzfő keményítő
  • 1890: 13 szalámi üzem
  • 1898: 17 pezsgő üzem
  • 1912 Budapest oltóanyag/vakcina
  • 1923 Budapest tejsav
  • 1924 Budapest aceton-butanol
  • 1927 Tiszavasvári alkaloid (morfin) mákgubóból
  • 1941 Kisperk áta glicerin
  • 1946 Budapest penicillin
  • 1951 Debrecen neomycin, oxytetracycline , tobramycin
  • 1953 Budapest Vitamin B12; 20% -a a Vitamin B 12 világtermelésének
  • 1965 Ács levélfehérje (VEPEX)
  • 1969 Sopron enzimes sörfozés
  • 1971 Szabadegyháza kukoricaalapú HFRS, alkohol

Növényi biotechnológia úttörői[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

  • 1838. - Orsós Ottó- in vivo szervdifferenciálódás karalábén Gimesi Nándor és mtsai- első in vitro vizsgálatai. Lilium portoktenyészet.
  • 1950 - es évek szövettenyésztés: Rédei György (búzaembriók, -ováriumok in vitro), Maróti Mihály (bab gyökér- és hajtáskultúra), Faludi Béla és mtsai (burgonya kalluszkultúra)
  • 1956 - 70 - ELTE, Maróti Mihály a hazai növényi biotechnológia alapjainak megteremtése; vegetatív mikroszaporítási laboratóriumok és üzemek az ő munkásságára alapozva (Óbuda Tsz, Sasad Tsz, Kertészeti Mgtsz, Szombathely és Rozmaring Tsz); az első szövettenyésztési jegyzet (1972) és könyv (1976).
  • 1960-as évek vége 70-es évek eleje
Heszky László (Országos Agrobotanikai Intézet): embriótenyésztés, androgenezis, genetikai tartalékok in vitro tárolása
Maliga Pál- MTA Genetikai Intézet, majd Szegedi Biol. Központ: mutáns szelekción és protoplasztfúzión alapult organellumátvitel
Kovács Ervin- ELTE Genetikai Tsz- tenyésztett sejtek genetikai instabilitása
Dudits Dénes- MTA Szegedi Biol. K.- szomatikus hibridizáció
Kertészeti növények: csonthéjas gyümölcsök - Vértessy Judit(Kertészeti Kut. Int, Budatétény; :bogyósgyümölcsök - Zatykó József és mtsai Fertődi Kut. áll.;
gyógynövények:Verzárné Petri Gizella és Szőke …va (SOTE Gyógynövény- és Farmakológiai Int.)

A sejtgenetika és szövettenyésztés módszereinek alkalmazása (1980-tól)[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

  • Gabonatermesztési Kut. Int., Szeged (Sági Ferenc, Mórocz Sándor, Pauk János, Purnhauser László)
Mórocz és mtsai 1990- jól regenerálódó kukorica sejt-protoplaszt-növény rendszer;
Pauk és mtsai 1997: első magyar DH búzafajta (Délibáb); Purnhauser és mtsai 1987: Ag+-ionok meghatározó szerepét bizonyították in vitro növényregenerációban
  • MTA Mezőgazdasági Kut. Int., Martonvásár (Barnabás Beáta, Kovács Géza, Karsai Ildikó, Galiba Gábor)
Barnabás és mtsai 1999: búza és kukorica ivaros folyamatainak biotechnikai módosítása, izolált gaméták mikromanipulációja, pollen krioprezervációja, in vitro genom-duplikációs módszer kidolgozása; Galiba és Sutka
1997: hidegtórésért és jarovizációért felelős gének azonosítása és térképezése búzában;
  • Kertészeti Egyetem- Jámborné Benczúr Erzsébet és mtsai
1997: k¸l. cserepes (levél és virágos), évelő dísznövények, díszfák mikroszaporítási technikája; G.Juhász Anikó és mtsai zöldségnövényekből állítottak

elő sikeres andro- és ginogenetikus haploidokat;

  • Gödöllői MBK- Mitykó Judit és mtsai
1995: paprika androgenetikus haploidok előállítása; Bánfalvi Zsófia és mtsai
1996: burgonyagumó abiotikus stressz-specifikus fehérjéinek azonosítása, izolálása; Fári Miklós: több szabadalom és mószer az in vitro technikában (Propamatic és Clonmatic mikroszaporító automaták);
  • GATE Genetika és Növénynemesítés Tsz- Heszky László és mtsai-
növénybiotechnológus utánpótlás nevelése graduális és posztgraduális szinten is; 1992 (Dama rizs) az első magyar biotechnológiai úton előállított növényfajta; Jekkel Zs.: a tenyésztett növényi sejtek sikeres krioprezervációja; Gyulai G.: szomaklónok, Kiss E.antiszensz GM alma, szegfó és paradicsom és Kiss J. DH nyár előállítása;
  • Keszthelyi Egyetem Burgonyakutatási Osztály- Polgár Zsolt és mtsai
1999: szomatikus hibridek jellemzése; Fertődi Gy¸mölcs és Dísznövénytermesztési Kut. £ll.- Zatykó József és mtsai 1997: in vitro nitrogénkötő szamóca előállítása
  • Nyíregyházi Mezőgazdasági Kut. Int.- Dobránszky Judit és mtsai
1999: a burgonya in vitro gumóindukálása
  • Kecskeméti Szőlészeti és Borászati Kut. Int.- Haydu Zsolt és mtsai szőlőbiotechnológia kifejlesztése

A hazai géntechnológiai kutatások kezdete és az első eredmények[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

  • Dudits Dénes munkacsoportja- MTA Szegedi Biol. K.
Koncz Csaba (1981) kukorica mitokondriumban a plazmid klónozása, transzformációs vektor kifejlesztése;
Györgyei János: lucerna cDNS-bank létrehozása szomatikus embriókból; az első növényi gének, amelyet M-on izoláltak lucerna hisztonfehérjéket kódoltak (Wu és mtsai 1988), ehhez genomikus génbankot Kiss Gy. Botond és mtsai készítettek; lucernagének izolálására ép¸lő kutatások intenzíven a 90-es években; a lucerna genetikai térképének elkészítése; a sejtosztódás szabályozásában és a stresszválaszban szerepet játszó gének kutatásai Hirt és mtsai, Györgyey és mtsai 1991; a klorofill a/b kötőfehérjét (Cab1) kódoló gén promoterének részletes funkcionális vizsgálata Nagy F.;
  • Gödöllői MBK- Bánfalvi és mtsai
1994:a burgonyagumó fejlődésével kapcs. gének sorában egy patatin cDNS klónozása;
Vírusok szerkezetének feltárása Burgyán és mtsai 1993;
Salánki és mtsai 1994;
Deák Mária és mtsai 1986: transzgénikus lucerna előállítása- Agrobacterium gén-kanamicin rezisztencia
Fehér és mtsai 1992: burgonya X-vírus köpenyfehérjegén; burgonya transzformánsok virológiai jellemzése Balázs Ervin; kukorica és repce transzformánsok előállítása az SZBK-ban; Génpuskával génbeépítés rizsbe és búzába (Jenes Barnabás módszerével)

Állat-biotechnológia úttörői[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Gyógyszer-biotechnológia[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Richter NyRt.[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Richter stratégia és a biotechnológia[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Intenzív innovációs, K+F tevékenység a Richternél[27]. A gyógyszer paletta bővítése magas szellemi hozzáadott értékű termékekkel, licenc termékekkel, saját fejlesztéssel. 2007-ben döntött a biotechnológiai K+F-i kapacitásának bővítéséről a vezetés, rekombináns-üzem építéséről Magyarországon a versenyképesség fokozásának céljából. A Richter számára fő terápiás területek: onkológia, immunológia, vérképzés, krónikus ízületi gyulladás, asztma[28].

Kronológia[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]
  • 1957Fermentáció elindítása
  • 2005 – Biotechnológiai labor elkészül. Magyarországon egyedülálló, rekombináns fehérjéket fermentatív úton előállítani képes laboratórium, kutató-fejlesztő egység (molekuláris biológiai és géntechnológiai módszerek) és HTS labor átadása. Összesen 500 millió forintos beruházással épül fel.
  • 2007Németországi akvizíció. Richter – Helm biotechnológiai vegyesvállalat. Új biotechnológiai akvizíció, 2007. augusztus. Az akvizíció teljes értéke: 22,9 millió €, Németország, Dengelsberg. Üzleti részesedés: 70% Richter, 30% Helm. Foglalkoztatottak száma: 80 fő.
  • 2008 – Debreceni biotechnológiai üzem. Az üzem a biotechnológia bakteriális ágára specializálódott, kutatás-fejlesztéssel és félüzemi gyártással foglalkozik. Tevékenysége a terápiás fehérjéket állít elő emlőssejtek felhasználásával. Rendkívül magas hozzáadott szellemi és technológiai érték. Minimális környezetterhelés jellemzi az üzemet.
  • 2012–től klinikai vizsgálati minták előállítása. A debreceni biotechnológiai üzemnél 2012-ben megkezdődött a gyártás egészét felügyelő és vezérlő szoftver fejlesztése, minősített berendezésekhez történő illesztése és tesztelése. Az automatizált üzem minősítése várhatóan 2013 második félévében fejeződik be. Debrecenben a bioszimiláris hatóanyagokból fejlesztendő készítményekhez kapcsolódóan elkészült egy patronok és fecskendők töltésére is használható steril üzem. Budapesti félüzemben egy tablettázó gép beállítására is sor került 2012-ben.
  • 2014–től piacra kerülő termékek gyártása.

Biotechnológia úttörői[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Jegyzetek[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

  1. "Incorporating Biotechnology into the Classroom – What is Biotechnology?", from the curricula of the 'Incorporating Biotechnology into the High School Classroom through Arizona State University's BioREACH PROGRAM', accessed on October 16, 2012) .
  2. ^ Jump up to: abGermonpréa, Mietje; Szablin, Mihail V. (7 October 2008). "Fossil dogs and wolves from Palaeolithic sites in Belgium, the Ukraine and Russia: osteometry, ancient DNA and stable isotopes".
  3. Blaine P. Friedlander Jr (2000/06/20). "Cornell éS a Lengyel kutató tudósok felbecsülhetetlen értékű, genetikai archívumot vezetnek Oroszországban, a burgonya megmentése érdekében". Hozzáférés 2008.03.19 .
  4. Ladizinsky, G. (1998). Plant Evolution a háziállatként. Hollandia: Kluwer Academic Publishers
  5. Múlt-kor (magyar nyelven
  6. http://mult-kor.hu/20131115_europaban_szeliditettek_meg_eloszor_a_kutyat
  7. [1]
  8. McGovern, P. E. (2004). "Fermented beverages of pre- and proto-historic China". Proceedings of the National Academy of Sciences 101 (51): 17593–17598.
  9. "8,000-year-old wine unearthed in Georgia". The Independent. 2003-12-28. Retrieved 2007-01-28.
  10. A világ legrégebbi sör számlája? - Free Online Library" . thefreelibrary.com . Hozzáférés május 8., 2010 .
  11. Rózsakeresztes Egyiptomi Múzeum , San Jose, California.
  12. Prof. Dr. Láng István Országos Onkológiai Intézet 2011
  13. http://www.penn.museum/sites/biomoleculararchaeology/?p=42
  14. Magee, Malachy. Irish Whiskey - A 1000 year tradition. O'Brien press, 144. o (1980. július 18.). ISBN 0862782287 
  15. Billings Mikroszkóp Collection, Nemzeti Múzeum Health and Medicine, AFIP, Washington, DC USA.
  16. Fruton 1972 , p. 248, idézve Avery, McLeod és McCarty 1944.
  17. http://www.accessexcellence.org/RC/AB/BC/#Anchor-35326
  18. Sevella Béla: Biomérnöki műveletek és folyamatok, Egyetemi tananyag 2011 Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, Vegyészmérnöki és Biomérnöki Kar, Alkalmazott Biotechnológia és Élelmiszertudományi Tanszék
  19. http://www2.dupont.com/Biotechnology/en_US/intro/history.html
  20. ^ a b http://biotechnology.amgen.com/timeline
  21. www.accessexcellence.org/RC/AB/BC/1977-Present.php
  22. SEVELLA BÉLA BIOMÉRNÖKI MŰVELETEK ÉS FOLYAMATOK 2011. Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Vegyészmérnöki és Biomérnöki Kar Alkalmazott Biotechnológia és Élelmiszertudományi Tanszék
  23. "Incorporating Biotechnology into the Classroom – What is Biotechnology?", from the curricula of the 'Incorporating Biotechnology into the High School Classroom through Arizona State University's BioREACH PROGRAM', accessed on October 16, 2012)
  24. The state as a buyer of pharmaceutical products Prof. Dr. Peter MIHÁLYI Zagreb, 23 March, 2012
  25. Nature News Blog, 2012. május 2. Amy Maxmen
  26. Bioinformatikai webhelyek EMBL, SRS NCBI (Medline, Genbank, stb.) Expasy, Swissprot, Amos CCP11 projekt Molekuláris biológiai szerverek és adatbázisok ENTREZ: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez GenBank: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/Genbank Genomes: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/genomes Protein Data Bank: http://www.rcsb.org/pdb/ EMBL: http://www.embl-heidelberg.de/ EXPASY: http://www.expasy.org/
  27. http://www.richter.hu/HU/Pages/home.aspx
  28. Bogsch Erik 2008.

Források[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

További információk[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

  • Milestones in Microbiology. Brock, Thomas D. 1961. Science Tech Publishers.Wisconsin. .
  • Brock, Thomas D. 1990. A bakteriális genetika megjelenése . Cold Spring Harbor Laboratory Press. Cold Spring Harbor, New York.
  • Bunch, Bryan és Hellemans, Alexander. 1993. The timetable of technology. Simon & Schuster. New York.
  • Hellemans, Alexander és Bunch, Bryan. 1988. The timetable of Science. Simon & Schuster. New York.
  • THE CAMBRIDGE HISTORICAL DICTIONARY OF DISEASE KENNETH F. KIPLE © Cambridge University Press 2003
  • MEDICINE AND RELIGION c.1300 The Case of Arnau de Vilanova JOSEPH ZIEGLER CLARENDON PRESS • OXFORD 1998
  • The Discovery and Development of Healing Drugs Copyright © 2004 by Margery Facklam, Howard Facklam, and Facts On File
  • AN ENCYCLOPAED OF THE HISTORY OF TECHNOLOGY IAN McNEIL Taylor & Francis e-Library, 2002.
  • THE HISTORYOF SCIENCE AND TECHNOLOGY BRYAN BUNCH with ALEXANDER HELLEMANS HOUGHTON MIFFLIN COMPANY / BOSTON • NEW YORK / 2004
  • Encyclopedia of World History Copyright © 2008 by Marsha E. Ackermann, Michael J. Schroeder, Janice J. Terry, Jiu-Hwa Lo
  • A LITTLE HISTORY of THE WORLD E. H.GOMBRICH Line illustrations to the English edition © 2005 by Clifford Harper
  • Encyclopedia of Barbarian Europe Michael Frasseto Santa Barbara, California Denver, Colorado Oxford, England Copyright 2003
  • The Encyclopedia of World History Peter N. Stearns BOSTON: HOUGHTON MIFFLIN COMPANY, 2001 NEW YORK: BARTLEBY.COM, 2002
  • The New History of the World J.M. Roberts Copyright ©J. M. Roberts, 1976, 1980, 1983, 1987, 1988, 1992, 1997, 2002 Maps copyright © Helicon Publishing Ltd., 1992
  • Ratledge, C. and Kristiansen, B.: Basic Biotechnology, Cambridge University Press, 2001.
  • Poliana, J, MacCabe, A.P.: Industrial Enzymes, Springer Science+Business Media, 2006.
  • Demain, AL: Microbial biotechnology. Trends Biotech. 18, 26-31, 2000.
  • Demain, AL.: Small bugs, big business: The economic power of the microbe. Biotechnol. Adv. 18, 499-514., 2000.
  • Dudits D.,, Heszky L. Növényi biotechnológia és géntechnológia. Agroinform, Budapest, 2000.
  • Razdan M.K. Introduction to plant tissue culture. Science Publishers, Enfeld – Plymouth,

2003.

  • Bánfalvi G.: Molekuláris sejtbiológia 2. kiadás, Kossuth Kiadó 2005.
  • John R.W. Masters (editor): Animal cell culture. 3rd edition, Oxford University Press, 2000.
  • Friedman, Yali (2008). Building Biotechnology: Starting, Managing, and Understanding Biotechnology Companies. Washington, DC: Logos Press. ISBN 978-0-9734676-3-5.
  • Oliver, Richard W. The Coming Biotech Age. ISBN 0-07-135020-9.
  • Powell, Walter W.; White, Douglas R.; Koput, Kenneth W.; Owen-Smith, Jason (2005). "Network Dynamics and Field Evolution: The Growth of Interorganizational Collaboration in the Life Sciences". American Journal of Sociology 110 (4): 1132–1205. doi:10.1086/421508. Viviana Zelizer Best Paper in Economic Sociology Award (2005–2006), American Sociological Association.
  • Zaid, A; H.G. Hughes, E. Porceddu, F. Nicholas (2001). Glossary of Biotechnology for Food and Agriculture — A Revised and Augmented Edition of the Glossary of Biotechnology and Genetic Engineering. Available in English, French, Spanish, Chinese, Arabic, Russian, Polish, Serbian, Vietnamese and Kazakh. Rome: FAO. ISBN 92-5-104683-2.
  • Agricultural Biotechnology: An Economic Perspective by the USDA Economic Research Service. A 1994 publication from the Agricultural Economic Report.
  • Lodish et al.: Molecular Cell Biology „ 4th ed. Freeman; 1999, 5th ed. 2003
  • Alberts et al.: Molecular Biology of the Cell „ 3d ed., GarlandScience; 1994, 4th ed. 2002
  • Stryer et al.: Biochemistry „ 5th ed. 2002); W.H Freeman ISBN 0-7167-4684-0

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez

http://bcs.whfreeman.com/lehninger/

  • Lehninger et al.: Principles of Biochemistry „ 4th ed (2005); W.H. Freeman ISBN 07167-4339-6
  • Garrett & Grisham: Biochemistry „ 2nd ed (1998); Saunders Coll. Publ.
  • Mathews et al.: Biochemistry „ 3rd ed (2000); Benjamin Cummings
  • Bálint Miklós: Molekuláris biológia I.-III. „ Műszaki kiadó (2000,2002)
  • http://biokemia.elte.hu/oktatas/biokemia.htm

Kapcsolódó szócikkek[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]