Mi mindenre képes az élő szövet?

Ha jobban belegondolunk, a tudomány valójában a természetből építkezik. A kutatók az élővilágban zajló folyamatokat „utánozzák”, sőt, sokrétűen használják fel magukat az élő organizmusokat is.

Bios – maga az élet

A Földön megjelenő életet a biokémiai folyamatok tették lehetővé, hiszen az ősóceánban található fitoplanktonok kezdték meg a fotoszintetizálást, melynek folytán néhány milliárd (!) év után megjelent az oxigén a tengervízben és a légkörben is. Ha akkoriban már léteztek volna tudósok, a folyamat bizonyára gyorsabban lezajlott volna – a biotechnológia ugyanis pont erre képes: az élő organizmusokat használja fel olyan célokra, melyek az ember számára fontosak. Mindehhez pedig bevetik a vegyészmérnöki, biokémiai, mikrobiológiai és műszaki módszereket is.

A modern biotechnológia persze sokkal többre képes, mint ami az „egyszerű” fotoszintézis folyamatában zajlik. A DNS technológia, illetve a sejtfúziós élő szervezet módosítás megjelenésével olyan távlatok nyíltak a tudomány számára, ami csodaszámba menő felfedezéseket tartogat akár a humán gyógyszat, a mezőgazdaság vagy az ipar számára.

Figyelő bioszenzorok

A biotechnológia egyik alapvető vívmánya az élőlények vagy azok részeinek (szöveteket, sejteket stb.) alkalmazása különféle érzékelő folyamatokra. Ezek a bioszenzorok képesek akár az emberi betegségek, pl. az influenza gyors diagnosztizálására, a szívritmus és a vérnyomás folyamatos monitorozására, de pl. a levegőben lévő toxikus vegyi anyagok, gázok mérésére is. A bioszenzorokat az élelmiszeripar is alkalmazhatja többféle formában is: egyrészt vizsgálhatják velük az élelmiszerek „tisztaságát”, valamint forradalmasíthatják az élelmiszercsomagolásokat is, melyekben a bioszenzorok érzékelik, ha megromlott az étel.

Ha kíváncsi vagy az okos élelmiszercsomagolásokra, olvasd el cikkünket!

Visszanövő testrészek

Az orvostudomány (és persze a betegek) számára az egyik legfontosabb biotechnológiai fejlesztés a szervnövesztés lehet. Első hangzásra hihetetlenül hangzik, pedig ez már a valóság: több alkalommal is sikerült laboratóriumi körülmények között emberi szervet kitenyészteni. Egy afganisztáni harcokban lesérült katona combjának megmaradt izomzatát pl. disznósejtekből kinyert fehérjékkel serkentették növekedésre, így a hosszas rehabilitáció után újra tudott járni.

A pittsburgh-i McGowan Intézetben évek óta beültethető, úgynevezett extracelluláris mátrixokon dolgoznak a tudósok, mely újraképezi az eltűnt szöveteket. A mátrix lényegében egy "biológiai állvány", mely fehérjékkel dúsítva őssejteket gyűjt a sérülések kijavítására, és a sejtek növesztésére. Hasonló elven, egerek embrionális őssejtjeit felhasználva a Duke Egyetem biomérnökeinek sikerült élő szívizomszövetet növeszteni, amivel aztán "befoltozhatják" az infarktusban elhalt szívizom helyét. Mindemellett a biotechnológia fejlődésének a foghíjasok is örülhetnek, hiszen japán kutatóknak már a fogzománc szövettenyésztése is sikerült, és már a fogak teljes újranövesztésén dolgoznak.

Az igazi áttörés az lenne, ha a szervnövesztéssel vázizmokat, idegeket és az inakat is regenerálni lehetne, így a mozgássérültek jelentős hányadán tudnának segíteni.

De mi az az élőgép?

Nem, ne egy óriásrobotra gondolj! Az élőgép nem más, mint egy biotechnológián alapuló szennyvíztisztító módszer, melyet egyre szívesebben alkalmaznak költségtakarékossága és környezetbarát volta miatt. A hagyományos szennyvíztisztító berendezésekben egyébkénti is használnak eleveniszapot, amelyben a baktériumok emésztenek fel szennyező anyagokat. Az élőgépben azonban a lebontást nem csak baktériumok, hanem egy 2-3000 fajból álló ökológiai közösség végzi, melynek tagjai között zoo-plankton, algák, csigák, kagylók, rákok, növények és halak is megtalálhatók. Ezek az élőlények táplálékként elfogyasztják és magukba építik a szennyező anyagokat. A növények a nyitott, levegőztetett reaktor tetején lévő növénytartó rácson nőnek, gyökérzónájuk lóg a szennyvízbe, így az élőhelyként szolgál a baktériumok és magasabb rendű élőlények számára is.

Tudtad?

Az algákkal történő víztisztítás az űrkutatás számára is fontos lehet, mégpedig két okból is: egyrészt az algák a felszívott szennyező tápanyagból olajat termelnek, mely üzemagyagként hasznosítható, másrészt a fotoszintetizálás útján a növények oxigént állítanak elő, mely ugyebár a vilgűrben nélkülözhetetlen az űrhajósok számára. A NASA folytat is ilyen irányú kutatásokat: kísérletükben félig áteresztő falú „zacskókat” algával és szennyvízzel töltenek fel, és a part menti tengervízbe helyezik. A növények a szennyvíz összetevőit táplálékul használják. A tiszta víz közvetlenül a tengerbe szivároghat, az algák és a többi összetevő pedig a zacskón belül marad. Az egységek élettartama két év, utána a bennük felhalmozódott olaj kinyerhető.

Érdekesség

A biotechnológia kifejezés, valamint első definíciójának megalkotása egy magyar tudós, Ereky Károly nevéhez fűződik. A német „Biotechnologie” kifejezést egy 1918-ban tartott előadásában használta először. Azóta is világszerte őt tekintik a biotechnológia atyjának.