Vinaora Nivo Slider 3.xVinaora Nivo Slider 3.xVinaora Nivo Slider 3.xVinaora Nivo Slider 3.xVinaora Nivo Slider 3.xVinaora Nivo Slider 3.xVinaora Nivo Slider 3.xVinaora Nivo Slider 3.x

Нанобиотехнология – это междисциплинарный научно-технический комплекс знаний, основанный на средствах и методах биотехнологии и нанотехнологии, занимающийся изучением и воздействием объектов нанодиапазона на биологические объекты с целью создания и производства полезных для человека продуктов, технологий и процессов.

Механосинтез. Поначалу предполагалось, что молекулярная нанотехнология может использовать привычные для человека методики: брать атом за атомом и "прижимать" эти атомы к нужным местам молекулы так, чтобы образовывались нужные химические связи. Такой механосинтез, требует, однако, сначала создать ассемблеры. Ассемблером называется наноразмерный механизм, который и должен собирать объекты атом за атомом согласно некоторой программе. Если бы удалось создать такие ассемблеры, то (поскольку эти ассемблеры могли бы строить самих себя) предполагалось очень быстрое дальнейшее внедрение нанотехнологий во все сферы промышленности.

Однако, ассемблеры, основанные на таком "механосинтезе", пока ещё не реализованы.

Наноассемблеры в биосфере. В тоже время, биологические клетки располагают огромным множеством наномашин и использование как самих этих наномашин, так и отточенных тысячелетиями эволюции принципов их функционирования, другими словами, использование биологических систем для нанотехнологических применений, бионанотехнологии – это, возможно, наиболее реальный путь развития нанотехнологий в настоящее время. Модифицируя биологические наномашины клетки или создавая на их основе новые наномашины, мы можем видоизменять функции этих машин, подстраиваясь под нужды конкретных технологий. И по мере того, как человек изучает все глубже устройство и принципы функционирования биологических систем клетки, растет и число применений бионанотехнологии. Бионанотехнология отличается от биотехнологии тем, что в бионанотехнологии обязательным элементом является инженерное конструирование и сбор необходимых "конструкций" на наноуровне, а в биотехнологии не является необходимой информация об устройстве и функционировании используемых наномашин, а также отсутствует этап конструкторского дизайна биотехнологических "инструментов". Биотехнолог просто использует уже готовые биосистемы либо селектирует нужное качество, незанимаясь целенаправленной перестройкой нанообъектов на атомарно-молекулярномуровне. Современная биотехнология (ту, которую принятоназывать молекулярной биотехнологией) возникла из исследования ферментативных процессов, самих природных ферментов, их структуры, функций, из попыток улучшить параметры ферментов, изменить их структуру.  Все это привело к появлению инженерной энзимологии, а приемы модификации структуры ферментов вследствие изменения структуры генов были вдальнейшем использованы для модификации уже  и целого ор-ганизма вцелом. При этом знание детальных, атомных, подробностей строения как генов, так и кодируемых ими белков, не было нужным. Просто комбинировались уже существовавшие функции и особенности для достижения технологической цели. В настоящее время достигнут уже такой уровень совершенства аппаратуры и степени понимания происходящих процессов, что биотехнологи могут придумать биомашину, спроектировать её, а затем построить её (вырастить) атом за атомом согласно этому предварительном уплану.

В настоящее время нанобиотехнология имеет три сформировавшихся направления, развитие которых сейчас идет усиленным темпом. Это:

  • наномедицина,
  • биомиметика,
  • разработка методов и способов привнесения искусственных наноразмерных частиц, различных материалов и интерфейсов в живые системы.

С развитием нанобиотехнологии тесно связано качественно новое направление медицинской науки – молекулярная наномедицина. Основные исследования этой области заключаются в изучении и создании следующего: лабораторий на чипе, адресной доставки лекарств к пораженным клеткам, новых бактерицидных и противовирусных средств и диагностики заболеваний с помощью квантовых точек.

Развитие наномедицины тесно связано с революционными достижениями геномики и протеомики, которые позволили ученым приблизиться к пониманию молекулярных основ болезней.

Успехи последних лет в описании функционирования генома человека, молекулярных механизмов клеточных процессов обеспечивают основу для существенного повышения информативности медицинской диагностики. Вместо контроля немногих соединений, традиционно трактуемых как характерные маркеры для той или иной болезни, становится возможным получать надежные и информативные сведения о функционировании организма и развитии патологического процесса на основании комплексного учета уровня значительного числа соединений, тем или иным образом связанных с патологическим процессом

Следующая отрасль наномедицины позволит в скором времени осуществлять бесперебойную доставку лекарств внутри организма в необходимом направлении без потерь транспортируемого агента. В настоящее время именно адресная доставка лекарств из всех направлений наномедицины развивается наибольшими темпами.

Создание бактерицидных и противовирусных средств на основе нанобиотехнологий и их использование в медицине позволит создать принципиально новые лекарственные средства на основе наночастиц различного происхождения. Уже сейчас многочисленные научные коллективы всего мира работают над изучением и разработкой различных универсальных платформ по созданию различных видов лекарств и вакцин

Следующим важнейшим направлением нанобиотехнологии является биомиметика. Живая клетка использует ДНК, РНК и большое количество белков, чтобы строить клеточные структуры нанометровых размеров. Именно этим свойством живых клеток пользуются биомиметические нанобиотехнологии при создании искусственных наномашин и наноконструкций. Сегодня данная область нанобиотеха находится в зачаточном состоянии, но ее развитие существенно ускорит создание таких конструкций. Как и наномедицина, биомиметика также имеет четыре сформировавшихся направления развития, это: создание наноконструкций из белка, использование в конструировании молекул ДНК и РНК и работа с вирусами при создании наномеханизмов.

Третье направление нанобиотехнологии – разработка методов и способов привнесения искусственных наноразмерных частиц, различных материалов и интерфейсов в живые системы. Данная область нанобиотеха являет собой разработку различных технологий и транспортных средств, которые будут доставляться посредством этих технологий в необходимое место живого организма, а в будущем, возможно, и в различные места неорганического мира.

Уже сейчас мировая научная общественность имеет практические результаты исследований в данных направлениях нанобиотехнологии, которые представлены такими прикладными средствами, как нанолекарства, биосенсоры, наноэмульсии различных биологических жидкостей и т.д.

Помимо этого, разными научными коллективами в мире ведется активная работа в области исследования бактерий и нанобактерий, как потенциальных "умных" транспортных систем, которые могли бы служить своеобразным транспортом при доставке различных веществ нанометрового масштаба в необходимые места живого организма или, в будущем, и в различные места неорганического мира.

© 2015-2019 vseobiology.ru | При использовании материалов сайта - прямая ссылка на vseobiology.ru обязательна.

Электронный адрес для связи artemchichkov@gmail.com

^ Наверх