БИОТЕХНОЛО́ГИЯ

БИОТЕХНОЛО́ГИЯ (от био…, греч. τέχνη – ис­кус­ст­во, мас­тер­ст­во и ...ло­гия), ис­поль­зо­ва­ние жи­вых ор­га­низ­мов, кле­ток и отд. био­полимеров в прак­тич. дея­тель­но­сти че­ло­ве­ка, ос­но­ван­ное на дос­ти­же­ни­ях совр. био­ло­гич. нау­ки – мо­ле­ку­ляр­ной и кле­точ­ной био­ло­гии, ге­не­тич. ин­же­не­рии, ге­но­ми­ке, по­стге­ном­ных тех­но­ло­ги­ях, био­ин­фор­ма­ти­ке.

Историческая справка

Ис­поль­зо­ва­ние жи­вых ор­га­низ­мов в хо­зяйств. дея­тель­но­сти че­ло­ве­ка на­счи­ты­ва­ет ты­ся­че­ле­тия. Уже 6–8 тыс. лет на­зад че­ловек умел при­ме­нять мик­ро­ор­га­низ­мы, осу­ще­ст­в­ляю­щие про­цесс спир­то­во­го бро­же­ния, для из­го­тов­ле­ния хле­ба, ви­на и пи­ва. Вплоть до 20 в. Б. но­си­ла сти­хий­ный ха­рак­тер, а её ин­тен­сив­ное раз­ви­тие на­ча­лось с сер. 20 в. (бы­ло ос­вое­но пром. про­из-во ами­но­кис­лот, ви­та­ми­нов, фер­мен­тов и т. д.). Тер­мин «Б.» воз­ник в кон. 19 в. и от­но­сил­ся к при­ме­не­нию мик­ро­ор­га­низ­мов или про­из­во­ди­мых ими ве­ществ для по­лу­че­ния или пре­об­ра­зо­ва­ния разл. про­дук­тов. Своё ны­неш­нее зна­че­ние он при­об­рёл в кон. 1970-х гг. в свя­зи с раз­ви­ти­ем ге­не­тич. ин­же­не­рии, по­зво­лив­шей це­ле­на­прав­лен­но из­ме­нять на­следств. свой­ст­ва жи­вых су­ществ пу­тём пе­ре­но­са ге­нов из од­них ор­га­низ­мов в дру­гие. Сна­ча­ла объ­ек­та­ми ге­не­тич. ин­же­не­рии слу­жи­ли мик­ро­ор­га­низ­мы и куль­ту­ры кле­ток жи­вот­ных и рас­те­ний. В кон. 1970-х – нач. 1980-х гг. в США, а за­тем и в др. стра­нах бы­ло бы­ст­ро на­ла­же­но мик­ро­био­ло­гич. про­из-во та­ких важ­ных для ме­ди­ци­ны бел­ков че­ло­ве­ка, как ин­су­лин, гор­мон рос­та, ин­тер­фе­рон. При­ня­тие в 1980 Вер­хов­ным су­дом США по­ста­нов­ле­ния, со­глас­но ко­то­ро­му соз­дан­ные че­ло­ве­ком мик­ро­ор­га­низ­мы мо­гут быть пред­ме­том па­тен­то­ва­ния, спо­соб­ст­во­ва­ло пра­во­во­му оформ­ле­нию ин­тел­лек­ту­аль­ной соб­ст­вен­но­сти и при­вле­че­нию в Б. круп­ных ка­пи­та­ло­вло­же­ний. Вви­ду по­тен­ци­аль­ной опас­но­сти дея­тель­ность, свя­зан­ная с ис­поль­зо­ва­ни­ем ме­то­дов ге­не­тич. ин­же­не­рии, во мн. стра­нах ре­гу­ли­ру­ет­ся спец. за­ко­на­ми (в РФ с 1996).

Су­ще­ст­ву­ют раз­но­об­раз­ные под­хо­ды к клас­си­фи­ка­ции Б. С ес­те­ст­вен­но-на­уч­ной и тех­но­ло­гич. то­чек зре­ния (по ис­поль­зуе­мым жи­вым объ­ек­там) её де­лят на Б. мик­ро­ор­га­низ­мов (и сход­ную тех­но­ло­гию куль­ти­ви­ро­ва­ния кле­ток выс­ших ор­га­низ­мов), Б. рас­те­ний, Б. жи­вот­ных. Ис­хо­дя из эко­но­мич. по­зи­ций (по ко­неч­ным сфе­рам при­ме­не­ния про­из­во­ди­мых про­дук­тов) при­ня­то го­во­рить о мед. Б., с.-х. Б., Б. ох­ра­ны ок­ру­жаю­щей сре­ды, Б. в хи­мич. пром-сти.

Промышленная биотехнология

Наи­бо­лее раз­ви­тым на­прав­ле­ни­ем Б. яв­ля­ет­ся мик­ро­био­ло­гич. пром-сть, бе­ру­щая на­ча­ло в тра­диц. от­рас­лях (ви­но­де­лии, пи­во­ва­ре­нии, хле­бо­пе­че­нии, по­лу­че­нии ки­сло­мо­лоч­ных про­дук­тов, сы­ра). Как са­мо­сто­ят. от­расль она сфор­ми­ро­ва­лась во 2-й пол. 1940-х гг., ко­гда на­ча­лось мас­со­вое про­из-во ан­ти­био­ти­ков. Совр. мик­ро­био­ло­гич. пром-сть ис­поль­зу­ет про­цес­сы мик­роб­ной фер­мен­та­ции в ап­па­ра­тах объ­ё­мом от еди­ниц до со­тен ку­бич. мет­ров. Мн. приё­мы управ­ле­ния про­цес­са­ми, ме­то­ды очи­ст­ки про­дук­тов за­им­ст­во­ва­ны мик­ро­био­ло­гич. пром-стью у хи­мич. тех­но­ло­гии. В то же вре­мя в ней ши­ро­ко при­ме­ня­ют­ся по­лу­чен­ные ме­то­да­ми ге­не­тич. ин­же­не­рии вы­со­ко­про­дук­тив­ные штам­мы мик­ро­ор­га­низ­мов. В боль­шин­ст­ве но­вых про­цес­сов, раз­ра­бо­тан­ных в те­че­ние 1990-х гг. и в нач. 21 в., ис­поль­зу­ет­ся ог­ра­нич. на­бор наи­бо­лее хо­ро­шо ге­не­ти­че­ски изу­чен­ных мик­ро­ор­га­низ­мов – гл. обр. ки­шеч­ная па­лоч­ка (Escherichiа coli) и пе­кар­ские дрож­жи (Saсcharomyces cerevisiae).

Мик­ро­био­ло­гич. пром-сть про­из­во­дит ан­ти­био­ти­ки, фер­мен­ты (ами­ла­зы, глю­коа­ми­ла­зы, про­теа­зы, ли­па­зы, фи­та­зу и др.), ами­но­кис­ло­ты, ви­та­ми­ны (В₂, В₁₂, С), ка­ро­ти­нои­ды, по­ли­са­ха­ри­ды, ор­га­нич. ки­сло­ты, то­п­лив­ный спирт. Наи­бо­лее круп­но­тон­наж­ны­ми про­из-ва­ми этой ин­ду­ст­рии в 2003 бы­ли то­п­лив­ный спирт (ок. 15 млн. т/год), глу­та­мат на­трия (1,2 млн. т/год), L-ли­зин (400 тыс. т/год), ли­мон­ная ки­сло­та (ок. 600 тыс. т/год), мо­лоч­ная ки­сло­та (200 тыс. т/год). Мик­ро­био­ло­гич. ин­ду­ст­рия рас­тёт на 10–15% в год, зна­чи­тель­но опе­ре­жая рост об­ще­го пром. про­из-ва в ми­ре (1,5–2%). Про­гно­зи­ру­ет­ся бур­ное раз­ви­тие про­из-ва то­п­лив­но­го спир­та, био­де­гра­ди­руе­мых пла­сти­ков (по­ли­гид­ро­кси­ал­ка­ноа­ты, по­ли­лак­та­ты), мо­но­ме­ров для по­лу­че­ния пла­сти­ков (1,3-про­пан­ди­ол, 3-гид­ро­кси­про­пио­но­вая ки­сло­та), осо­бен­но в свя­зи с пер­спек­ти­вой эко­но­ми­че­ски оп­рав­дан­но­го оса­ха­ри­ва­ния (гид­ро­ли­за) рас­тит. сы­рья (с.-х. от­хо­дов, дре­ве­си­ны). По про­гно­зам, к 2020–25 до 25% всех хи­мич. ве­ществ в США бу­дет про­из­во­дить­ся из во­зоб­нов­ляе­мо­го сы­рья. Круп­но­мас­штаб­ное про­из-во то­п­лив­но­го спир­та и хи­мич. про­дук­тов из оса­ха­рен­ной рас­тит. био­мас­сы мо­жет час­тич­но смяг­чить кри­зис, свя­зан­ный с ис­чер­па­ни­ем за­па­сов де­шёвой неф­ти, и по­зво­лить сни­зить вы­брос в ат­мо­сфе­ру СО₂, об­ра­зую­ще­го­ся при сжи­га­нии ис­ко­пае­мо­го то­п­ли­ва.

Про­дук­ты мик­ро­био­ло­гич. пром-сти ши­ро­ко ис­поль­зу­ют­ся в раз­л. от­рас­лях про­из-ва: ан­ти­био­ти­ки – в ме­ди­ци­не; ами­но­кис­ло­ты – в про­из-ве кор­мов, под­сла­сти­те­лей (ди­пеп­тид ас­пар­там в 200–300 раз сла­ще са­ха­ра), в сме­сях для дие­ти­че­ско­го, ле­чеб­но­го и па­рен­те­раль­но­го пи­та­ния; фер­мен­ты – во мно­гих от­рас­лях. Так, круп­ным про­из-вом яв­ля­ет­ся по­лу­че­ние фрук­тоз­ных си­ро­пов из ку­ку­руз­но­го крах­ма­ла, осу­ще­ст­в­ляе­мое с по­мо­щью фер­мен­тов α-ами­ла­зы, глю­коа­ми­ла­зы и фрук­то­зои­зо­ме­ра­зы. Объ­ём ми­ро­во­го про­из-ва фрук­тоз­ных си­ро­пов со­став­ля­ет ок. 10 млн. т в год, а в США на до­лю фрук­то­зы при­хо­дит­ся 70% в про­из-ве всех слад­ких про­дук­тов. Фер­мен­ты ши­ро­ко ис­поль­зу­ют­ся в пи­ще­вой, бу­маж­ной, тек­стиль­ной, ко­же­вен­ной пром-сти, при про­из-ве сти­раль­ных по­рош­ков. Зна­чит. ко­ли­че­ст­во пром. фер­мен­тов пред­став­ля­ют со­бой ис­кус­ст­вен­но из­ме­нён­ные бел­ки. Фер­мен­та­тив­ный ка­та­лиз ис­поль­зу­ет­ся в хи­мич. про­из-вах, напр. для по­лу­че­ния ак­рил­ами­да из ак­ри­ло­нит­ри­ла, 6-ами­но­пе­ни­цил­ли­но­вой ки­сло­ты из пе­ни­цил­ли­на, 7-ами­но­це­фа­лос­по­ри­но­вой ки­сло­ты из це­фа­лос­по­ри­на, ас­па­ра­ги­но­вой ки­сло­ты, де­сят­ков оп­ти­че­ски ак­тив­ных ве­ществ для фар­ма­цев­тич. хи­мии, в транс­фор­ма­ции сте­рои­дов.

Мн. мик­ро­ор­га­низ­мы бла­го­да­ря спо­соб­но­сти раз­ла­гать ор­га­нич. со­еди­не­ния (в т. ч. нефть, гер­би­ци­ды, аро­ма­тич. со­еди­не­ния) при­ме­ня­ют­ся для очи­ст­ки ок­ру­жаю­щей сре­ды (см. Био­ре­ме­диа­ция). Их вно­сят в за­гряз­нён­ные поч­ву и во­до­ёмы или ис­поль­зу­ют в ста­цио­нар­ных очи­ст­ных со­ору­же­ни­ях, та­ких, как аэ­ро­тен­ки или ме­тан­тен­ки. Ши­ро­ко ис­поль­зу­ют­ся био­фильт­ры, при­ме­няе­мые для очи­ст­ки сточ­ных вод (см. ст. Био­фильтр) и воз­ду­ха. В пос­лед­нем слу­чае воз­дух про­пус­ка­ют че­рез ап­па­рат с им­мо­би­ли­зо­ван­ны­ми на по­рис­тых но­си­те­лях клет­ка­ми мик­ро­ор­га­низ­мов. Био­фильт­ры очи­ща­ют де­сят­ки и сот­ни ты­сяч ку­бич. мет­ров воз­ду­ха в час и ра­бо­та­ют не­пре­рыв­но в те­че­ние мн. ме­ся­цев. Ана­эроб­ное раз­ло­же­ние бы­то­вых, с.-х. и пром. от­хо­дов в при­сут­ствии ме­та­но­об­ра­зую­щих бак­те­рий вно­сит вклад как в ох­ра­ну ок­ру­жаю­щей сре­ды, так и в энер­ге­ти­ку, ос­но­ван­ную на во­зоб­нов­ляе­мом сы­рье. Об­ра­зую­щий­ся при этом био­газ мо­жет ис­поль­зо­вать­ся как то­п­ли­во для бы­то­вых и пром. це­лей. Твёр­дые ос­тат­ки из ме­тан­тен­ков мо­гут най­ти при­ме­не­ние как удоб­ре­ния. Мик­ро­ор­га­низ­мы ока­за­лись не­об­хо­ди­мы­ми и при до­бы­че и пе­ре­ра­бот­ке по­лез­ных ис­ко­пае­мых (см. Био­гео­тех­но­ло­гия, Био­тех­но­ло­гия ме­тал­лов).

С кон. 1970-х гг. ак­тив­но раз­ви­ва­ет­ся про­из-во бел­ков с по­мо­щью мик­ро­ор­га­низ­мов и куль­тур кле­ток жи­вот­ных. К 2000 на ми­ро­вом рын­ке при­сут­ст­во­ва­ло 77 ле­карств, пред­став­ляю­щих со­бой по­лу­чен­ные ме­то­да­ми ге­не­тич. ин­же­не­рии ре­ком­би­нант­ные бел­ки, и 380 пре­па­ра­тов на­хо­ди­лось на ста­дии кли­нич. ис­пы­та­ний. Про­да­жа та­ких пре­па­ра­тов со­став­ля­ет ок. 10% ми­ро­во­го рын­ка ле­карств и име­ет тен­ден­цию к уве­ли­че­нию. К чис­лу пред­на­зна­чен­ных для лю­дей (гу­ма­ни­зи­ро­ван­ных) пре­па­ра­тов от­но­сят­ся ре­ком­би­нант­ные мо­но­кло­наль­ные ан­ти­те­ла (см. ни­же) и вак­ци­ны. С их по­мо­щью ле­чат диа­бет (ин­су­лин), рас­се­ян­ный скле­роз (β-ин­тер­фе­рон), рев­ма­то­ид­ный арт­рит (мо­но­кло­наль­ные ан­ти­те­ла про­тив фак­то­ра нек­ро­за опу­хо­ли), ане­мии (эри­тро­по­этин), ви­рус­ные ин­фек­ции (α-ин­тер­фе­рон, вак­ци­на про­тив ге­па­ти­та В), раз­ру­ша­ют тром­бы при ин­фарк­тах (уро­ки­на­за, тка­не­вой ак­ти­ва­тор плаз­ми­но­ге­на). Ряд пре­па­ра­тов вклю­чён в курс те­ра­пии он­ко­ло­гич. за­бо­ле­ва­ний.

В клет­ках мик­ро­ор­га­низ­мов не все жи­вот­ные бел­ки об­ра­зу­ют пра­виль­ную про­стран­ст­вен­ную струк­ту­ру и под­вер­га­ют­ся не­об­хо­ди­мым мо­ди­фи­ка­ци­ям. По­это­му в ря­де слу­ча­ев для про­из-ва био­ло­ги­че­ски ак­тив­ных бел­ков ис­поль­зу­ют куль­ту­ру кле­ток выс­ших жи­вот­ных, где эти труд­но­сти пре­одо­ле­ва­ют­ся, напр. при по­лу­че­нии эри­тро­по­эти­на. Пром. куль­ти­ви­ро­ва­ние кле­ток осу­ще­ст­в­ля­ют в ап­па­ра­тах боль­шо­го объ­ё­ма, в т. н. глу­бин­ной куль­ту­ре, что тре­бу­ет зна­чит. за­трат и осо­бых мер по под­дер­жа­нию сте­риль­но­сти сре­ды во вре­мя про­цес­са, ино­гда для­ще­го­ся де­сят­ки су­ток. Ге­не­тич. ин­же­не­рия рас­те­ний на­прав­ле­на пре­ж­де все­го на улуч­ше­ние их тех­но­ло­гич. свойств. Кро­ме то­го, рас­те­ния ис­поль­зу­ют­ся в ка­че­ст­ве фаб­рик по про­из-ву ген­но-ин­же­нер­ных бел­ков (ле­карств, вак­цин) или хи­мич. ве­ществ и кон­ст­рук­ци­он­ных ма­те­риа­лов.

Сельскохозяйственная биотехнология

Хо­тя ра­бо­ты по соз­да­нию рас­те­ний, ус­той­чи­вых к гер­би­ци­дам и вред­ным на­се­ко­мым, ве­лись с нач. 1980-х гг., вне­дре­ние их на по­лях США, а за­тем др. стран на­ча­лось в 1996. Ге­не­ти­че­ски мо­ди­фи­ци­ро­ван­ные (транс­ген­ные) рас­те­ния оп­рав­да­ли свя­зан­ные с ни­ми ожи­да­ния: по­вы­си­лась уро­жай­ность, на 40–70% сни­зи­лось при­ме­не­ние гер­би­ци­дов. С 1996 по 2002 пло­ща­ди, за­ня­тые под та­ки­ми рас­те­ния­ми, уве­ли­чи­лись с 1,7 до 58,7 млн. га, и их при­рост со­став­ля­ет 12–15% в год. Осн. стра­ны, куль­ти­ви­рую­щие ге­не­ти­че­ски мо­ди­фи­ци­ро­ван­ные рас­те­ния (хло­пок, та­бак, ку­ку­ру­зу, сою, рапс, кар­то­фель), – США, Ар­ген­ти­на, Ки­тай, Ин­дия, а с 2004 – стра­ны Ев­роп. эко­но­мич. сою­за (ЕЭС), Бра­зи­лия, Мек­си­ка. Соз­да­ны ген­но-ин­же­нер­ные рас­те­ния сле­дую­ще­го по­ко­ле­ния, ко­то­рые на­ря­ду с ус­той­чи­во­стью к по­вреж­дению на­се­ко­мыми, ви­рус­ным и гриб­ко­вым за­бо­ле­ва­ни­ям со­дер­жат бел­ки с улуч­шен­ным ами­но­кис­лот­ным со­ста­вом, по­вы­шен­ное со­дер­жа­ние ви­та­ми­нов, жи­ров оп­ти­маль­ной струк­ту­ры и т. д. При­ме­ром мо­жет слу­жить сорт ри­са с вы­со­ким со­дер­жа­ни­ем β-ка­ро­ти­на («зо­ло­той рис»), при­зван­ный ли­к­ви­ди­ро­вать де­фи­цит ви­та­ми­на А у со­тен мил­лио­нов жи­те­лей Юго-Вост. Азии. По­лу­чен сорт ко­фе «ара­би­ка», ко­то­рый не со­дер­жит ко­феи­на, что по­зво­лит сни­зить за­тра­ты на про­из-во де­ко­феи­ни­зи­ро­ван­но­го про­дук­та. Соз­да­ны бы­ст­ро­ра­сту­щие ви­ды де­ревь­ев с вы­со­ким со­дер­жа­ни­ем цел­лю­ло­зы в дре­ве­си­не, что важ­но для цел­лю­лоз­но-бу­маж­ной пром-сти.

Рас­те­ния мо­гут ис­поль­зо­вать­ся для по­лу­че­ния бел­ков че­ло­ве­ка, ре­ком­би­нант­ных вак­цин, мо­но­кло­наль­ных ан­ти­тел. Их пре­иму­ще­ст­во за­клю­ча­ет­ся в от­сут­ст­вии воз­мож­но­го за­гряз­не­ния ко­неч­ных про­дук­тов ви­ру­са­ми жи­вот­ных и в бо­лее де­шё­вом про­из-ве, да­же по срав­не­нию с мик­ро­био­ло­гич. син­те­зом. В ста­дии ис­пы­та­ний на­хо­дят­ся вак­ци­ны, ко­то­рые бу­дут вво­дить­ся в ор­га­низм в про­цес­се приё­ма со­от­вет­ст­вую­щих ово­щей или фрук­тов. Учи­ты­вая эко­но­мич. пре­иму­ще­ст­ва, пред­при­ни­ма­ют­ся по­пыт­ки ис­поль­зо­вать рас­те­ния для про­из-ва био­де­гра­ди­руе­мых пла­сти­ков (по­ли­гид­ро­кси­ал­ка­ноа­тов) или су­пер­проч­ных и эла­стич­ных во­ло­кон (бел­ки пау­ти­ны).

Об­ще­ст­вен­ность не­од­но­знач­но вос­при­ни­ма­ет вве­де­ние в с.-х. обо­рот ге­не­ти­че­ски мо­ди­фи­ци­ров. рас­те­ний, осо­бен­но ис­поль­зо­ва­ние их для про­из-ва про­дук­тов пи­та­ния, не­смот­ря на мно­го­лет­ние ис­пы­та­ния и зна­чит. опыт пром. про­из-ва, не вы­явив­шие у них ни­ка­ких вред­ных свойств. Во мн. стра­нах при­ни­ма­ют­ся за­ко­ны и пра­ви­ла, ог­ра­ни­чи­ваю­щие их рас­про­стра­не­ние (во мн. го­су­дар­ст­вах ЕЭС, Ка­на­де та­кие про­дук­ты от­ме­ча­ют спец. мар­ки­ров­кой).

Из­вест­но не­мно­го при­ме­ров при­ме­не­ния ге­не­тич. ин­же­не­рии для улуч­ше­ния по­род жи­вот­ных и про­дук­тов жи­вот­но­вод­ст­ва. Один из них – улуч­ше­ние ка­че­ст­ва мо­ло­ка (обес­пе­чи­ваю­щее по­вы­ше­ние тер­мо­ста­биль­но­сти и ка­че­ст­ва сы­ра) пу­тём вве­де­ния ко­ро­вам до­пол­ни­тель­но­го ге­на, ко­ди­рую­ще­го ка­зе­ин ϰ . Дру­гой – вы­ве­де­ние по­ро­ды ко­ров, ус­той­чи­вой к губ­ча­то­му эн­це­фа­ли­ту (ко­ровь­е­му бе­шен­ст­ву). Бо­лезнь раз­ви­ва­ет­ся из-за то­го, что оп­ре­де­лён­ный бе­лок при­ни­ма­ет кон­фор­ма­цию, от­лич­ную от той, ка­кой он об­ла­да­ет в здо­ро­вом ор­га­низ­ме (см. При­оны). По­лу­че­на му­та­ция в ге­не, ко­ди­рую­щем этот бе­лок, ко­то­рая сде­ла­ла не­воз­мож­ным из­ме­не­ние его струк­ту­ры. В ве­те­ри­на­рии и жи­вот­но­вод­ст­ве ис­поль­зу­ют­ся так­же ре­ком­би­нант­ные бел­ки: гор­мон рос­та сви­ней по­мо­га­ет по­лу­чить не­жир­ное мя­со, гор­мон рос­та круп­но­го ро­га­то­го ско­та – по­вы­сить удои мо­ло­ка. Ве­дут­ся ра­бо­ты по ис­поль­зо­ва­нию гор­мо­на рос­та рыб в про­цес­се раз­ве­де­ния ло­со­сё­вых и др. по­род.

Медицинская биотехнология

Для по­лу­че­ния нуж­ных бел­ков в ме­ди­ци­не так­же ис­поль­зу­ют­ся жи­вот­ные. При этом ча­ще все­го це­ле­вой (обес­пе­чи­ваю­щий про­яв­ле­ние не­об­хо­ди­мо­го при­зна­ка) ген со­еди­ня­ют с ре­гу­ля­тор­ны­ми сис­те­ма­ми ге­нов, ко­ди­рую­щих бел­ки мо­ло­ка (ка­зеи­ны, аль­бу­мин). В этом слу­чае экс­прес­сия чу­же­род­ных ге­нов осу­ще­ст­в­ля­ет­ся толь­ко в пе­ри­од лак­та­ции и толь­ко в мо­лоч­ной же­ле­зе. В ка­че­ст­ве та­ких био­фаб­рик ис­поль­зу­ют овец и коз, ре­же ко­ров. Т. о. по­лу­че­ны гор­мон рос­та, фак­тор свёр­ты­ва­ния кро­ви IХ, хи­мо­зин (фер­мент, ис­поль­зуе­мый в сы­ро­ва­ре­нии). В ка­че­ст­ве пер­спек­тив­ных ме­то­дов рас­смат­ри­ва­ет­ся сек­ре­ция ге­те­ро­ло­гич­ных (чу­же­род­ных) бел­ков в мо­чу, слю­ну, се­мен­ную жид­кость сви­ней. Иде­аль­ным де­по для чу­же­род­ных бел­ков мог бы стать бе­лок ку­ри­но­го яй­ца, но ис­поль­зо­ва­ние кур сдер­жи­ва­ет­ся от­сут­ст­ви­ем раз­ра­бо­тан­ных ме­то­дов пе­ре­но­са ге­нов у птиц.

К чис­лу важ­ных дос­ти­же­ний Б. сле­ду­ет от­не­сти соз­да­ние гиб­ри­до́м – кле­точ­ных гиб­ри­дов, по­лу­чае­мых при слия­нии кле­ток: нор­маль­ной, об­ра­зую­щей ан­ти­те­ла, и опу­хо­ле­вой, спо­соб­ной к не­ог­ра­нич. де­ле­нию. Это по­зво­ли­ло по­лу­чать в боль­ших ко­ли­че­ст­вах ан­ти­те­ла с не­об­хо­ди­мой спе­ци­фич­но­стью (мо­но­кло­наль­ные ан­ти­те­ла). По тех­но­ло­гич. при­чи­нам гиб­ри­до­мы прак­ти­че­ски не­воз­мож­но по­лу­чить из кле­ток че­ло­ве­ка, и мо­но­кло­наль­ные ан­ти­те­ла нель­зя ис­поль­зо­вать не­по­сред­ст­вен­но для ле­че­ния лю­дей. Ме­то­да­ми ге­не­тич. ин­же­не­рии уда­лось соз­дать ми­ни­мо­но­кло­наль­ные ан­ти­те­ла, пред­став­ляю­щие со­бой фраг­мен­ты лёг­кой и тя­жё­лой це­пей им­му­ног­ло­бу­ли­на, ко­то­рые от­вет­ст­вен­ны за рас­по­зна­ва­ние ан­ти­ге­на. Ми­ни­мо­но­кло­наль­ные ан­ти­те­ла син­те­зи­ру­ют­ся клет­ка­ми мик­ро­ор­га­низ­мов, и их мож­но вво­дить в ор­га­низм че­ло­ве­ка. На их ос­но­ве раз­ра­ба­ты­ва­ют­ся де­сят­ки ле­кар­ст­вен­ных средств; поя­ви­лись в про­да­же пер­вые та­кие пре­па­ра­ты.

Ряд совр. ме­ди­цин­ских Б. свя­зан с мед. ди­аг­но­сти­кой, ос­но­ван­ной на ис­поль­зо­ва­нии мо­но­кло­наль­ных ан­ти­тел в им­му­но­фер­мент­ном ана­ли­зе, а так­же с разл. ме­то­да­ми ДНК-ди­аг­но­сти­ки, ос­но­ван­ны­ми на гиб­ри­ди­за­ции. В ос­но­ве по­след­ней тех­но­ло­гии ле­жит оп­ре­де­ле­ние нук­лео­тид­ных по­сле­до­ва­тель­но­стей в ге­но­мах па­то­ген­ных бак­те­рий и ви­ру­сов, раз­ви­тие ра­бот по по­ли­мор­физ­му (на­след­ст­вен­но­му раз­но­об­ра­зию) ге­нов че­ло­ве­ка. Совр. мо­ди­фи­ка­ции за­клю­ча­ют­ся в ис­поль­зо­ва­нии ДНК-чи­пов – уст­ройств, пред­став­ляю­щих со­бой пла­сти­ну пло­ща­дью ок. 1 см², на ко­то­рой в стро­гом по­ряд­ке раз­ме­ще­ны ячей­ки, ка­ж­дая из ко­то­рых со­дер­жит од­но­це­по­чеч­ные по­ли­нук­лео­ти­ды оп­ре­де­лён­ной по­сле­до­ва­тель­но­сти. Чис­ло та­ких яче­ек, а сле­до­ва­тель­но, и ко­ли­че­ст­во разл. нук­лео­тид­ных по­сле­до­ва­тель­но­стей, мо­жет пре­вы­шать 1 млн. на 1 см², их дли­на варь­и­ру­ет­ся от 9–10 до 1000 нук­лео­ти­дов. С по­мо­щью этой тех­но­ло­гии воз­мож­но изу­чить ге­ном как еди­ное це­лое, ко­ли­че­ст­вен­но оп­ре­де­лить уро­вень экс­прес­сии всех ге­нов лю­бо­го ге­но­ма, осу­ще­ст­вить бы­ст­рую и ав­то­ма­ти­зир. ди­аг­но­сти­ку не толь­ко ин­фек­ци­он­ных бо­лез­ней, но и сис­тем­ных за­бо­ле­ва­ний че­ло­ве­ка и с.-х. жи­вот­ных.

Од­ним из ви­дов Б. яв­ля­ет­ся ДНК-вак­ци­на­ция, ко­гда в ор­га­низм вво­дят не уби­тый ви­рус и да­же не чис­тые ви­рус­ные бел­ки, а оп­ре­де­лён­ный ген (ко­ди­рую­щий эти бел­ки фраг­мент ви­рус­ной ДНК), экс­прес­си­рую­щий этот бе­лок по­сле транс­фор­ма­ции в клет­ки ор­га­низ­ма-хо­зяи­на. Обыч­но он не встраи­ва­ет­ся в ге­ном хо­зяи­на, но дли­тель­но (в те­че­ние не­дель) экс­прес­си­ру­ет чу­же­род­ный бе­лок, что мо­жет мо­ду­ли­ро­вать им­мун­ный от­вет ор­га­низ­ма. По тех­но­ло­гии ДНК-вак­ци­на­ция сход­на с ге­но­те­ра­пи­ей, за­клю­чаю­щей­ся в по­пыт­ках за­ме­нить де­фект­ный ген (ге­ны) ор­га­низ­ма на здо­ро­вые. В ка­че­ст­ве век­то­ров для дос­тав­ки здо­ро­вых ге­нов в ор­га­низм ис­поль­зу­ют разл. ви­ру­сы, ча­ще все­го аде­но­ви­ру­сы. К чис­лу удач­ных при­ме­ров та­кой те­ра­пии мож­но от­не­сти ле­че­ние тя­жё­лой ком­би­ни­ров. им­мун­но­де­фи­цит­но­сти, не­ко­то­рых форм ге­мо­фи­лии и ра­ка. Од­на­ко безо­пас­ность ис­поль­зо­ва­ния ви­ру­сов в ка­че­ст­ве век­то­ров не до кон­ца вы­яс­не­на, и ге­но­те­ра­пия обыч­но при­ме­ня­ет­ся толь­ко ис­хо­дя из жиз­нен­ных по­ка­за­ний. На­де­ж­ды мед. Б. свя­за­ны с от­кры­ти­ем т. н. РНК-ин­тер­фе­рен­ции. Она ос­но­ва­на на по­дав­ле­нии ге­не­тич. ма­те­риа­ла, ко­то­рый тре­бу­ет­ся ви­ру­су для раз­мно­же­ния. На этой ме­то­до­ло­гич. ба­зе с 2002 раз­ра­ба­ты­ва­ет­ся ряд ле­карств.

Б. рас­смат­ри­ва­ет­ся пра­ви­тель­ст­ва­ми мн. стран (как раз­ви­тых, так и раз­ви­ваю­щих­ся) как важ­ней­шее на­прав­ле­ние на­уч­но-тех­нич. про­грес­са, при­зван­но­го вне­сти ре­шаю­щий вклад в здра­во­охра­не­ние, обес­пе­че­ние на­се­ле­ния про­до­воль­ст­ви­ем, ох­ра­ну ок­ру­жаю­щей сре­ды, сни­зить не­га­тив­ные по­след­ст­вия ис­чер­па­ния ре­сур­сов неф­ти и га­за. См. так­же Транс­ген­ные ор­га­низ­мы.