Công nghệ sinh học là một ngành nghề khoa học liên ngành rất phổ biến hiện nay. Vì nó mang lại nhiều cơ hội cho những ai muốn khám phá những giới hạn mới và hiện đại của khoa học. Các ứng dụng của công nghệ sinh học là rất lớn vì nó phục vụ cho rất nhiều lĩnh vực.
1. Công nghệ sinh học là gì?
1.1. Khái niệm công nghệ sinh học
Đúng như tên gọi, công nghệ sinh học là một ngành khoa học kết hợp giữa sinh học và công nghệ. Đó là việc sử dụng các thành phần sinh học (hệ thống hoặc sinh vật) để tạo ra các sản phẩm hữu ích cho nhân loại. Được sử dụng các hệ thống sinh học để sản xuất một sản phẩm cho một mục đích sử dụng cụ thể.
Tùy thuộc vào các ứng dụng của nó, công nghệ này bao gồm các lĩnh vực như kỹ thuật sinh học và các lĩnh vực khác. Sự ra đời của công nghệ sinh học đã mở rộng sang các ngành khoa học đa dạng. Như miễn dịch học, virus học và các môn học khác như y tế, nông nghiệp, sinh học tế bào, sinh học thực vật, công nghệ hạt giống,…
Công nghệ sinh học là ngành có tiềm năng lớn
1.2. Các nhà công nghệ sinh học là ai?
Các nhà nghiên cứu công nghệ này là những người tiến hành các thí nghiệm trong các phòng thí nghiệm tư nhân và chính phủ. Để sửa đổi hoặc thao tác các cơ thể sống để phát triển các sản phẩm mới. Các nhà công nghệ có thể được tuyển dụng trong một số ngành công nghiệp như hóa sinh, lý sinh hoặc nhà khoa học y tế.
2. Các loại công nghệ sinh học
2.1. Công nghệ đỏ
Công nghệ này tập hợp tất cả các ứng dụng liên quan đến thuốc và các sản phẩm thú y. Công nghệ này bao gồm sản xuất vắc xin và thuốc kháng sinh, phát triển các loại thuốc mới, kỹ thuật chẩn đoán phân tử, liệu pháp tái tạo và phát triển kỹ thuật di truyền để chữa bệnh thông qua thao tác di truyền.
Công nghệ đỏ đề cập đến các loại thuốc y tế
Công nghệ sinh học đỏ đã trở thành một phần rất quan trọng trong lĩnh vực y tế. Được sử dụng rất nhiều trong lĩnh vực chẩn đoán, liệu pháp gen, nghiên cứu và thử nghiệm lâm sàng. Kỹ thuật di truyền và phát triển và sản xuất các loại thuốc mới khác nhau để điều trị các bệnh đe dọa tính mạng khác nhau, cũng là một phần lợi ích của công nghệ này.
2.2. Công nghệ trắng
Công nghệ sinh học trắng liên quan đến công nghiệp. Công nghệ này đặc biệt chú trọng đến việc thiết kế các quy trình và sản phẩm tiêu tốn ít tài nguyên. Giúp tiết kiệm năng lượng và ít ô nhiễm hơn so với các quy trình truyền thống.
Một ví dụ về công nghệ sinh học trắng là việc sử dụng vi sinh vật trong sản xuất hóa chất, thiết kế và sản xuất chất dẻo/hàng dệt mới. Và phát triển các nguồn năng lượng bền vững mới như nhiên liệu sinh học.
Công nghệ trắng cũng có thể mang lại lợi ích cho công nghiệp
2.3. Công nghệ vàng
Công nghệ sinh học vàng là việc sử dụng kỹ thuật sinh học để làm cho thực phẩm tốt hơn. Tạo nên một kho lưu trữ khổng lồ của tất cả các chất tự nhiên có sẵn cho nền kinh tế sinh học. Còn được gọi là “công nghệ sinh học côn trùng”.
Đó là một ngành nông nghiệp hiện đại liên quan đến sản xuất thực phẩm. Nơi các gen hoạt động ở côn trùng được sử dụng để ứng dụng trong nông nghiệp và y học. Công nghệ vàng đã được dùng để chỉ việc sử dụng công nghệ sinh học trong sản xuất thực phẩm. Ví dụ như trong sản xuất rượu vang, pho mát và bia bằng cách lên men.
Công nghệ vàng là việc sử dụng kỹ thuật sinh học để làm cho thực phẩm tốt hơn
2.4. Công nghệ xám
Công nghệ xám đề cập đến các ứng dụng môi trường và tập trung vào việc duy trì đa dạng sinh học và loại bỏ các chất ô nhiễm/chất gây ô nhiễm. Bằng cách sử dụng vi sinh vật và thực vật để phân lập và xử lý các chất khác nhau như kim loại nặng và hydrocacbon.
Một ví dụ tuyệt vời về điều này là công nghệ SME MicroGen có trụ sở tại Carlow đang giúp làm sạch đất ô nhiễm công nghiệp ở Trung Quốc.
Khoa học đang tạo ra một phát minh mới mỗi ngày. Nhưng hầu hết những phát minh này đều đang thách thức và làm xáo trộn thiên nhiên. Cân bằng môi trường là cách duy nhất nhân loại có thể tồn tại mãi mãi trên thế giới tươi đẹp này. Và đó là lý do tại sao công nghệ màu xám tồn tại.
Được sử dụng để kiểm soát ô nhiễm bằng cách quản lý chất thải
2.5. Công nghệ xanh (lá)
Công nghệ xanh được chú trọng trong lĩnh vực nông nghiệp. Các phương pháp tiếp cận và ứng dụng lĩnh vực này bao gồm tạo ra các giống cây trồng mới được quan tâm trong nông nghiệp, sản xuất phân bón sinh học và thuốc trừ sâu sinh học.
Công nghệ này hoàn toàn dựa trên chuyển gen (chỉnh sửa gen). Tức là chúng có thêm một gen hoặc các gen được chèn vào DNA của chúng. Gen phụ có thể đến từ cùng một loài hoặc từ một loài khác.
Công nghệ này là ứng dụng của thực vật và các sinh vật quang hợp
Một trong những phát triển thú vị là các giống cây trồng có thể hoạt động như một nhà máy sinh học. Và sản xuất các chất có lợi cho y tế, y sinh hoặc công nghiệp với số lượng dễ dàng được phân lập và tinh sạch. Ví dụ cây thuốc lá được biến đổi để chế vắc xin Ebola.
2.6. Công nghệ xanh (dương)
Công nghệ này dựa trên việc khai thác các nguồn tài nguyên biển để tạo ra các sản phẩm và ứng dụng của ngành công nghiệp. Do biển có sự đa dạng sinh học lớn nhất, nên có rất nhiều lĩnh vực tiềm năng được hưởng lợi từ việc sử dụng loại công nghệ này. Một ví dụ là việc sử dụng băng vết thương có phủ Chitosan (Chitosan là một loại đường thường có nguồn gốc từ vỏ tôm và cua).
Công nghệ này có thể được sử dụng cho các sản phẩm mỹ phẩm
Tìm hiểu:
- Quan Hệ Quốc Tế Là Gì Và Lý Do Bạn Nên Học Ngành Này
- Truyền Thông Nội Bộ Và Những Lợi Ích Của Chiến Lược Này
3. Lợi ích và rủi ro của công nghệ sinh học
3.1. Lợi ích
Hình ảnh từ vệ tinh cho thấy rõ những thay đổi lớn mà nhân loại đã tác động lên các bề mặt của Trái đất. Như rừng bị xói, xây dựng những đập lớn và hồ chứa nước, hàng triệu con đường bê tông,… Nếu chúng ta có thể chụp những bức ảnh kiểu vệ tinh của thế giới vi mô, tác động của công nghệ sinh học sẽ được thể hiện rất rõ rệt.
Phần lớn thực phẩm chúng ta ăn đến từ thực vật đã được biến đổi kỹ thuật. Thông qua công nghệ hiện đại hoặc bằng cách chọn lọc nhân tạo truyền thống. Để phát triển mà không cần thuốc trừ sâu, cần ít chất dinh dưỡng hơn hoặc để chống chọi với khí hậu thay đổi nhanh chóng.
Các nhà sản xuất đã thay thế các thành phần gốc dầu mỏ bằng vật liệu sinh học trong nhiều mặt hàng tiêu dùng. Chẳng hạn như nhựa, mỹ phẩm và nhiên liệu. Nhưng có lẽ ứng dụng lớn nhất là trong sức khỏe con người. Công nghệ này hiện diện trong cuộc sống của chúng ta trước cả khi chúng ta được sinh ra, từ hỗ trợ sinh sản, sàng lọc trước sinh đến thử thai tại nhà.
Nó theo chúng ta suốt thời thơ ấu, với việc chủng ngừa và kháng sinh, giúp cải thiện đáng kể tuổi thọ con người. Công nghệ này đứng đằng sau các loại thuốc bom tấn để điều trị ung thư và bệnh tim. Và nó đang được triển khai trong nghiên cứu tiên tiến để chữa bệnh Alzheimer và đảo ngược quá trình lão hóa.
3.2. Rủi ro, hạn chế
Cùng với những lợi ích, công nghệ sinh học có thể mang lại nhiều rủi ro hơn các lĩnh vực khoa học khác. Vi sinh vật rất nhỏ và khó phát hiện, nhưng mối nguy hiểm tiềm tàng rất lớn. Hơn nữa, các tế bào được thiết kế có thể tự phân chia và lây lan trong tự nhiên, với khả năng gây ra những hậu quả sâu rộng.
Công nghệ sinh học rất có thể có hại thông qua những hậu quả không lường trước được của các nghiên cứu hoặc từ việc thao túng sinh học có chủ đích để gây hại. Người ta cũng có thể tưởng tượng ra những cuộc tranh cãi lộn xộn. trong đó một nhóm tham gia vào một ứng dụng cho công nghệ mà những người khác cho là nguy hiểm hoặc phi đạo đức.
3.2.1. Hậu quả ngoài ý muốn
Vào năm 2014, Trung tâm Kiểm soát Dịch bệnh đã bị giám sát sau nhiều lần sai sót khiến các nhà khoa học tiếp xúc với Ebola, bệnh than và cúm. Và một giáo sư ở Hà Lan đã bị sa thải vào năm 2011 khi phòng thí nghiệm của ông thiết kế một phiên bản virus cúm chết trong không khí.
Các phòng thí nghiệm nghiên cứu vi rút hoặc chất độc để hiểu rõ hơn về các mối đe dọa mà chúng gây ra và cố gắng tìm cách chữa trị. Nhưng công việc của họ có thể gây ra tình trạng khẩn cấp về sức khỏe cộng đồng nếu một vật liệu chết người bị phát tán hoặc xử lý sai do lỗi của con người.
Muỗi là vật mang mầm bệnh. Bao gồm các mầm bệnh có hại và thậm chí gây chết người như Zika, sốt rét và sốt xuất huyết. Và chúng dường như không đóng vai trò sản xuất nào trong hệ sinh thái. Tuy nhiên, dân thường và các nhà lập pháp đang gây lo ngại về một chiến lược kiểm soát muỗi có thể làm biến đổi gen và tiêu diệt các loài muỗi mang mầm bệnh.
3.2.2. Vũ khí sinh học
Thế giới gần đây đã chứng kiến những tác động tàn phá của các đợt bùng phát dịch bệnh. Dưới dạng Ebola và virus Zika và chúng đều có nguồn gốc tự nhiên. Việc sử dụng công nghệ về sinh học một cách độc hại có thể là các vụ bùng phát trong tương lai có chủ đích.
Cho dù thủ phạm là một tổ chức nhà nước hay một nhóm khủng bố, việc phát triển và phóng thích vũ khí sinh học sẽ có thể xảy ra. Chẳng hạn như chất độc hoặc bệnh truyền nhiễm, sẽ khó bị phát hiện và thậm chí còn khó ngăn chặn hơn. Không giống như một viên đạn hoặc một quả bom, các tế bào chết người có thể tiếp tục lan rộng sau khi được triển khai.
Các quốc gia phát triển, và ngay cả những quốc gia nghèo khó, có tài nguyên và bí quyết sản xuất vũ khí sinh học. Không có gì vô lý khi cho rằng những kẻ khủng bố hoặc các nhóm khác cũng đang cố gắng sử dụng vũ khí sinh học.
Và các công nghệ chỉnh sửa gen mới đang làm tăng khả năng một vũ khí sinh học giả định nhắm mục tiêu vào một dân tộc nhất định.
Có vẻ như không thể chế tạo được vũ khí sinh học nếu không có nhiều vật liệu đắt tiền và kiến thức khoa học, nhưng những tiến bộ gần đây trong công nghệ sinh học có thể giúp cho việc sản xuất vũ khí sinh học ngoài phòng thí nghiệm chuyên ngành trở nên dễ dàng hơn.
4. Kết
Mặc dù công nghệ sinh học có những rủi ro và tác hại nhưng lợi ích của nó lại nhiều hơn. Bài viết đề cập những thông tin về ngành công nghệ sinh học. Hy vọng qua bài viết, bạn hiểu hơn về ngành này và có những định hướng nghề nghiệp đúng đắn cho mình.
