¿Qué tal el empleo en biofísica?

Perspectivas para el desarrollo de la biología marina

En los últimos 10 años, debido a la posición estratégica cada vez más destacada del océano en el desarrollo sostenible de los países costeros, así como a la particularidad del medio marino y las características de la biodiversidad marina. La continua profundización de la comprensión y el desarrollo y utilización en múltiples niveles de los recursos biológicos marinos han promovido en gran medida el rápido desarrollo de la investigación y la aplicación de la biotecnología marina. Cuando la primera Conferencia Internacional de Biotecnología Marina (en lo sucesivo denominada Conferencia MPS) se celebró en Japón en 1989, sólo asistieron unas pocas docenas de personas. Sin embargo, cuando se celebró la cuarta Conferencia IMBC en Italia en 1997, el número de participantes llegó a más. de 1.000. Ahora la conferencia IMBC se ha convertido en un símbolo importante del desarrollo de la biotecnología marina global y la situación es acalorada. Los Juegos Olímpicos IMBC 2000 acaban de iniciarse en Australia. Los preparativos para los Juegos Olímpicos IMBC 2003 ya comenzaron en Japón. Japón hizo publicidad preliminar para albergar los Juegos Olímpicos IMBC 2006 y ganó el derecho a albergar los Juegos Olímpicos IMBC 2006. El IMBC, que se celebra cada tres años, no sólo atrae a muchos expertos y académicos de alto nivel para mostrar e intercambiar resultados de investigación y explorar nuevas direcciones de investigación y desarrollo, sino que también promueve en gran medida el proceso de desarrollo de la investigación regional en biotecnología marina. Se han establecido organizaciones regionales de intercambio académico en todos los continentes, como la Sociedad de Biotecnología Marina de Asia y el Pacífico, la Sociedad Europea de Biotecnología Marina y la Sociedad Panamericana de Biotecnología Marina. Varios países también han establecido muchos centros de investigación, entre los cuales los más famosos incluyen el Centro de Biotecnología Marina de la Universidad de Maryland, el Centro de Biotecnología y Medio Ambiente Marino de la Universidad de California en San Diego, el Centro de Biotecnología Marina de la Universidad de Connecticut. , el Centro Internacional de Investigación de Biología Molecular Marina de la Universidad de Bergen, el Instituto Japonés de Biotecnología Marina, etc. Estas organizaciones académicas o centros de investigación realizan diversos seminarios o reuniones de grupos de trabajo para estudiar y discutir la biotecnología marina con características regionales. Desde 65438 hasta 0998, con el apoyo de la Sociedad Europea de Biotecnología Marina, la Sociedad Japonesa de Biotecnología Marina y la Asociación Panamericana de Biotecnología Marina, se publicaron conjuntamente el "Journal of Marine Biotechnology" y el "Molecular Marine Biology and Biotechnology" originales como "Marine Biotecnología". "Journal of Biotechnology" (en adelante, MB T) se ha convertido ahora en una publicación internacional autorizada. Como nueva área temática, la biotecnología marina se ha definido claramente como "la biología molecular de los organismos marinos, como la biología celular y otras aplicaciones técnicas". Para adaptarse a esta situación de rápido desarrollo, países desarrollados como Estados Unidos, Japón y Australia han formulado sucesivamente planes nacionales de desarrollo e identificado la investigación en biotecnología marina como un área de desarrollo prioritaria en el siglo XXI. Desde 65438 hasta 0996, China tampoco perdió tiempo en incorporar la biotecnología marina en el plan nacional de investigación y desarrollo de alta tecnología (plan 863), sentando las bases para el desarrollo futuro. No hace falta decir que hasta ahora la biotecnología marina no sólo se ha convertido en un nuevo campo de investigación de desarrollo cruzado de las ciencias marinas y la biotecnología, sino también en una parte importante del desarrollo científico y tecnológico de los países de todo el mundo en el siglo XXI, y mostrará un fuerte impulso de desarrollo y un enorme potencial de aplicación. 1. Los datos enumerados en los Cuadros 1 y 2 reflejan en general las principales características de la investigación y el desarrollo actuales en biotecnología marina. 1.1 El fortalecimiento de la investigación biológica básica es una piedra angular importante para promover la investigación y el desarrollo de la biotecnología marina. La biotecnología marina cubre una amplia gama de áreas, como la biología molecular, la biología celular, la biología del desarrollo, la biología reproductiva, la genética, la bioquímica, la microbiología y la biodiversidad. ecología marina, etc. Para tener una base sólida para su desarrollo, los investigadores conceden gran importancia a la investigación básica relevante. Durante la conferencia IMBC 2000, cuando el autor preguntó a un participante de alto nivel: ¿Cuáles son los principales avances de esta conferencia? Él respondió sin dudarlo: Los resultados de la investigación a nivel de biología molecular han aumentado. En efecto. Las estadísticas sobre resultados de investigaciones recientes muestran que la investigación básica sobre biotecnología marina se centra más en el nivel molecular, como la expresión genética, la clonación molecular, la genómica, los marcadores moleculares, las biomoléculas marinas, las actividades materiales y sus compuestos. Estos estudios básicos orientadores tendrán un impacto importante en el desarrollo futuro. 1.2 La promoción de las industrias tradicionales es el aspecto principal de las aplicaciones de la biotecnología marina. En la actualidad, la aplicación de la biotecnología marina para promover el desarrollo de las industrias marinas se centra principalmente en la acuicultura y el desarrollo de productos naturales marinos, que también es una fuerte fuerza impulsora para la investigación y el desarrollo de la biotecnología marina. Razones energéticas.

En la acuicultura, se han logrado avances alentadores en la mejora de la reproducción, el desarrollo, el crecimiento y la salud de importantes especies acuícolas, especialmente en el cultivo de variedades con excelentes características y la mejora de la resistencia a las enfermedades, como la cría de peces transgénicos con hormona de crecimiento, la cría de mariscos poliploides, peces y crustáceos. control de género, detección y prevención de enfermedades, vacunas de ADN y fortificación nutricional, etc. En el desarrollo de productos naturales marinos se utilizan los últimos principios y métodos de la biotecnología para desarrollar y aislar sustancias activas de organismos marinos, determinar la composición y estructura molecular, métodos biosintéticos y probar la actividad biológica, lo que ha promovido significativamente nuevos fármacos, enzimas, y materiales poliméricos, reactivos de diagnóstico y otros productos químicos y biológicos marinos de nueva generación. Tabla 1 Contenido principal de las reuniones recientes del IMBC Tabla 2 Tabla estadística de las reuniones recientes del IMBC y Marine Biotechnology Journal 1.3 Garantizar el uso sostenible del medio marino es otro aspecto importante de la investigación y aplicación de la biotecnología marina. El uso de la biotecnología para proteger el medio marino, controlar la contaminación y hacer más eficaz el proceso de producción biológica de los ecosistemas marinos es un campo de aplicación y desarrollo relativamente nuevo. Por tanto, desde la perspectiva del desarrollo tecnológico y el desarrollo industrial, es un campo de aplicación y desarrollo relativamente nuevo. Las investigaciones actualmente involucradas incluyen principalmente biorremediación (como biodegradación y enriquecimiento, tecnología de fijación de sustancias tóxicas, etc.), antibioadhesión, ecotoxicología, adaptación ambiental e * * higiene. Los países pertinentes consideran la "biorremediación" como un importante medio de bioingeniería para proteger el entorno ecológico marino y el desarrollo sostenible de las industrias marinas. Estados Unidos y Canadá desarrollaron conjuntamente un plan de biorremediación del medio marino para promover la aplicación y el desarrollo de esta tecnología. 1.4 Las políticas marinas relacionadas con el desarrollo de la biotecnología marina siempre han atraído la atención del público, incluida la estrategia de desarrollo de la biotecnología marina, la protección de patentes de la biotecnología marina, la importancia de la biotecnología marina para el desarrollo de la acuicultura, la seguridad y el control de las especies genéticamente modificadas, la La relación entre biotecnología y biodiversidad, y la formulación e implementación de la protección del medio marino han atraído mucha atención. 2. Áreas clave de desarrollo En la actualidad, las áreas clave de investigación y desarrollo de la biotecnología marina internacional incluyen principalmente los siguientes aspectos: 2.1 La base biológica del desarrollo y la reproducción. Comprender los procesos fisiológicos y los mecanismos reguladores moleculares en todos los aspectos del desarrollo embrionario, la metamorfosis, la maduración y la reproducción de los organismos marinos no sólo es de gran importancia científica para dilucidar las reglas reguladoras moleculares del crecimiento, desarrollo y reproducción de los organismos marinos, sino también para la La aplicación de la biotecnología para promover el crecimiento de los organismos también es de gran importancia para desarrollar y regular sus actividades reproductivas y mejorar la calidad y el rendimiento de la acuicultura. Por lo tanto, esta investigación es uno de los puntos críticos de investigación en el campo de la biotecnología marina en los últimos años. Incluye principalmente hormona del crecimiento, factor de crecimiento, receptor de la hormona tiroidea, gonadotropina, hormona liberadora de gonadotropina, hormona prolactina del crecimiento, hormona reguladora de la presión osmótica, factor inhibidor de la reproducción, factor de inducción de la maduración final de los ovocitos, factor determinante del sexo y análisis de identificación, clonación y expresión genética. de genes específicos del sexo, y cultivo celular y diferenciación dirigida de embriones de peces. 2.2 Genómica y transferencia de genes Con la implementación de proyectos globales sobre el genoma, especialmente el proyecto del genoma humano, el estudio de los genomas estructurales y funcionales de diversos organismos se ha convertido en un contenido de investigación clave en las ciencias de la vida. El estudio de los genomas de organismos marinos, especialmente los genomas funcionales. Naturalmente, se ha convertido en un foco importante de las ciencias de la vida marina. Un nuevo punto de interés para los biólogos. La investigación actual se centra en la determinación de la secuencia completa de organismos marinos representativos (incluidos peces, camarones, mariscos, microorganismos patógenos y virus), así como en la clonación y el análisis funcional de genes funcionales específicos, como genes de fármacos, genes de enzimas y genes de péptidos hormonales. y genes de antibióticos. genes de enfermedades, genes de tolerancia a la sal, etc. Sobre esta base, la transferencia de genes, como medio técnico eficaz para mejorar genéticamente los organismos marinos y cultivar variedades excelentes con un crecimiento rápido y una fuerte resistencia al estrés, se ha convertido en el foco de la investigación y el desarrollo de tecnología aplicada en este campo. En los últimos años, la investigación se ha centrado principalmente en la detección de genes diana, como genes de resistencia a enfermedades, genes del factor de crecimiento similar a la insulina y genes de la proteína verde fluorescente. Los métodos transgénicos eficientes y a gran escala también son un aspecto clave de la investigación sobre la transferencia de genes. Además del método tradicional de microinyección, el método de pistola genética y el método de transporte de esperma, también se han desarrollado métodos mediados por retrovirus, métodos de electroporación, métodos mediados por transposones y métodos mediados por células embrionarias. 2.3 Biología e inmunidad a patógenos Con el deterioro gradual del medio marino y el desarrollo a gran escala de la maricultura, los problemas de enfermedades se han convertido en uno de los factores que limitan el desarrollo de la maricultura en el mundo. El estudio de los mecanismos patógenos, las rutas de transmisión y las interacciones entre organismos patógenos (como bacterias y virus) y sus huéspedes es la base para el desarrollo de tecnologías eficaces de prevención y control.

Al mismo tiempo, realizar investigaciones sobre inmunología molecular e inmunogenética en la acuicultura marina para comprender los mecanismos inmunológicos de los peces, camarones y mariscos marinos es de gran importancia para cultivar especies acuícolas resistentes a enfermedades y prevenir y controlar eficazmente las enfermedades de la acuicultura. Por lo tanto, la biología patógena y la inmunidad se han convertido en una de las áreas de investigación clave de la biotecnología marina actual, centrándose principalmente en la detección y clonación de genes relacionados con microorganismos patógenos, genes relacionados con la resistencia a enfermedades de organismos marinos, el establecimiento de líneas celulares de invertebrados marinos, organismo Discusión de mecanismos inmunológicos, desarrollo de vacunas de ADN, etc. 2.4 Actividades biológicas y sus productos La separación y utilización de sustancias bioactivas marinas es otro foco de investigación en biotecnología marina. La investigación moderna muestra que compuestos únicos están ampliamente presentes en varios organismos marinos para protegerse de vivir en el océano. Las sustancias activas de diferentes organismos marinos muestran un gran potencial para aplicaciones en biomedicina y prevención de enfermedades. Por ejemplo, las esponjas son un recurso importante para aislar medicinas naturales. Además, algunos microorganismos marinos son resistentes a altas y bajas temperaturas, alta presión, alto contenido de sal y bajos nutrientes. La investigación y el desarrollo de estos extremófilos marinos con funciones especiales pueden conducir a la adquisición de nuevos productos naturales que no están disponibles en tierra. Por tanto, el estudio de los extremófilos se ha convertido en el foco de la investigación en biotecnología marina en los últimos años. Los focos de investigación en este campo incluyen fármacos antitumorales, enzimas industriales y otras enzimas especializadas, detección de genes con funciones específicas en extremófilos, sustancias activas antibacterianas, fármacos antirreproductivos, potenciadores inmunológicos, antioxidantes y producción industrial. 2.5 Biotecnología ambiental marina La investigación en este campo se centra en el desarrollo y aplicación de tecnología de biorremediación marina. La tecnología de biorremediación es un tipo de biotecnología ambiental marina. Su significado es más amplio que el de biodegradación, siendo la biodegradación su núcleo. Sus métodos incluyen el uso de organismos o sus productos para degradar contaminantes, reducir la toxicidad o convertirlos en productos no tóxicos, enriquecer y fijar sustancias tóxicas (incluidos metales pesados), y la biorremediación a gran escala también incluye la regulación ecológica de los ecosistemas. Las áreas de aplicación incluyen la acuicultura a gran escala y las granjas industriales, la contaminación por petróleo, la contaminación por metales pesados, la descarga de aguas residuales urbanas y otros tratamientos de desechos marinos (agua). En la actualidad, el mecanismo cinético de la respuesta microbiana al medio ambiente, el mecanismo bioquímico del proceso de degradación, los biosensores, la relación biológica y mecanismo de beneficio mutuo entre los microorganismos marinos y otros organismos, y la separación y purificación de sustancias antiadherentes son investigaciones importantes. contenidos en este campo.