Białka z pojedynczych komórek

Białka z pojedynczych komórek (ang. single-cell protein, SCP) – jadalne białko wytworzone przez mikroorganizmy jednokomórkowe. Biomasa lub ekstrakt proteinowy z czystych lub zmieszanych kultur drożdży, glonów, grzybów lub bakterii może być użyty jako składnik lub substytut bogatych w białka produktów spożywczych, nadających się do spożycia przez ludzi i zwierzęta hodowlane.
Podczas gdy rolnictwo intensywne cechuje się wysokim zużyciem wody oraz przestrzeni, degradacją bioróżnorodności oraz ogólnym negatywnym wpływem na środowisko, a także odpowiada za niemal jedną trzecią antropogenicznej emisji gazów cieplarnianych; produkcja SCP nie musi wiązać się z równie wysokimi kosztami środowiskowymi. Obecnie SCP są powszechnie uprawiane na odpadach rolniczych, przez co „dziedziczą” ślad ekologiczny i wodny producenta odpadu. SCP mogą być także uprawiane niezależnie od odpadów rolniczych, poprzez wzrost autotroficzny. Dzięki dużej różnorodności metabolizmu mikrobiologicznego, autotroficzne SCP mogą być uprawiane na różnych podłożach i poddawać recyklingowi różne składniki. Cechuje je także wyraźnie większa wydajność, w porównaniu do rolnictwa konwencjonalnego.
FAO prognozuje, że wraz ze wzrostem populacji ludzkiej do 9,7 miliarda ludzi w roku 2050, światowa produkcja żywności będzie musiała wzrosnąć o 70%, a w krajach rozwijających się (głównie w Afryce), będzie musiała zostać podwojona. Wartości te mogą być niedoszacowane, ponieważ prognoza nie bierze pod uwagę wzrostu produkcji biopaliw, podczas gdy wcześniejszy raport FAO prognozował, że do 2030 roku produkcja biopaliw zajmie 35 milionów hektarów – tj. powierzchnię porównywalną do powierzchni Francji i Hiszpanii razem wziętych. Pozwala to przypuszczać z dużą dozą prawdopodobieństwa, że obecne metody agrotechniczne nie będą w stanie zapewnić żywności pokrywającej zapotrzebowanie oraz że istnieje poważne ryzyko globalnego niedoboru żywności. Obecnie około 105 milionów ludzi cierpi z powodu niedożywienia.
Autotroficzne SCP reprezentuje możliwość niezawodnej masowej produkcji żywności, która może być prowadzona w sposób przewidywalny nawet w trudnych warunkach klimatycznych.

== Historia ==
Pierwsze procesy produkcji silnie skoncentrowanych form drożdży opracowano w 1781 roku. Badania nad technologią wytwarzania SCP rozpoczęły się już sto lat wcześniej, gdy Max Delbrück, wraz ze współpracownikami, zauważyli wysoką wartość nadwyżki drożdży browarniczych w suplementacji diety dla zwierząt. Podczas I oraz II wojny światowej, SCP na bazie drożdży były wykorzystywane na szeroką skalę w Niemczech, w celu łagodzenia skutków niedoborów żywności. Opracowanie technologii produkcji SCP często reprezentuje kamienie milowe w biotechnologii, na przykład: w 1919 w Sak w Danii oraz Hayduck w Niemczech opracowano metodę hodowli okresowo dolewowej (fed-batch), w której roztwór cukru był dozowany w sposób ciągły do napowietrzonej zawiesiny drożdży, zamiast dotychczas stosowanej metody polegającej na dozowaniu drożdży do rozcieńczonego roztworu cukru (batch). W okresie powojennym Organizacja Narodów Zjednoczonych do spraw Wyżywienia i Rolnictwa (FAO) zaczęła zwracać uwagę opinii publicznej na głód oraz problem niedożywienia w wielu częściach świata i w 1960 roku wysunęła koncept niedoboru białka (ang. protein gap), ilustrujący fakt, że 25% światowej populacji cierpi na niedobór białka w diecie. Obawiano się także, że produkcja rolnicza nie będzie w stanie zaspokoić wynikającego ze wzrostu demograficznego wzrostu zapotrzebowania na żywność. Do połowy lat 60. ubiegłego wieku w różnych częściach świata zostało wyprodukowane niemal ćwierć miliona ton drożdży, a w samym ZSRR do roku 1970 w celach spożywczych i na paszę wyprodukowano ich 900 000 ton.
Także w latach 60. naukowcy British Petroleum opracowali proces nazwany przez nich „procesem białka-z-ropy” (ang. proteins-from-oil process): będący technologią produkcji białek z pojedynczych komórek w wyniku hodowli drożdży na pożywce z węglowodorów n-parafinowych – produktu ubocznego rafinacji ropy naftowej. Wstępne badania zostały przeprowadzone przez Alfreda Champagnata w rafinerii należącej do BP w Lavera, we Francji. Pierwsza, niewielka instalacja pilotażowa rozpoczęła działanie w marcu 1963 roku. Identyczna konstrukcja pilotażowa rozpoczęła działanie także w rafinerii w Grangemouth, w Wielkiej Brytanii.
Nazwa SCP została rozpropagowana przez Carrolla L. Wilsona z MIT w 1966 roku, a sama idea „żywności z ropy” zyskała na popularności do lat 70.. A. Champagnat otrzymał nagrodę naukową UNESCO w 1976 roku, a instalacje produkcji drożdży na pożywkach parafinowych zostały wybudowane w kilku różnych krajach. Pierwotnym wykorzystaniem ich produktów była pasza dla bydła i drobiu.
Władze ZSSR były szczególnie entuzjastycznie nastawione do pomysłu, otwierając duże fabryki „BVK” („białkowo-witaminowych koncentratów” rus. belkovo-vitaminny kontsentrat) w pobliżu rafinerii w Kstowie (1973) oraz Kiriszy (1974). Radzieckie Ministerstwo Przemysłu Mikrobiologicznego do roku 1989 miało osiem fabryk tego typu. Jednak ze względu na wątpliwości dotyczące toksyczności alkanów i pod naciskiem ruchów środowiskowych, rząd zdecydował się na ich zamknięcie lub przekształcenie na obsługę innych procesów mikrobiologicznych.

== Proces produkcyjny ==
Białka SCP produkowane są w procesie fermentacji produktów odpadowych przez mikroorganizmy (wliczając w to drewno, słomę, odpady produkcji spożywczej, produkcji alkoholu, węglowodory oraz ludzkie i zwierzęce odchody). Problemami jakie napotyka proces ekstrakcji białek z odpadów jest ich rozcieńczenie oraz koszt procesu. Występują one w bardzo małych stężeniach, zwykle niższych niż 5%. W celu zwiększania koncentracji białek stosuje się wirowanie, flotację, odparowanie wody, filtrację lub zatężanie przy wykorzystaniu półprzepuszczalnych membran.
Białka SCP, aby zapobiec degradacji podczas przechowywania muszą zostać poddane odwodnieniu do poziomu około 10% i/lub zakwaszeniu. Metody zwiększania koncentracji białka do pożądanego poziomu i dehydratacji wymagają sprzętu, który jest kosztowny i nie zawsze może być wykorzystywany w produkcji na niewielką skalę. Także lokalne wykorzystanie produktu, jak najszybciej od momentu produkcji jest uzasadnione ekonomicznie.

=== Etapy produkcji ===
Produkcja SCP z każdego mikroorganizmu, przy użyciu każdej metody zawiera się w kilku podstawowych krokach:

zapewnienie źródła węgla (rozważyć potrzebę wstępnej obróbki metodami fizycznymi lub chemicznymi);
zapewnienie źródeł azotu, fosforu i innych substancji odżywczych niezbędnych do wzrostu mikroorganizmu/ów;
zapewnienie aseptycznych warunków, zapobieganie zanieczyszczeniu innymi mikroorganizmami na każdym etapie procesu;
przygotowanie czystego szczepu mikroorganizmów;
zapewnienie warunków tlenowych lub beztlenowych oraz światła, jeśli wymagane przez proces;
zapewnienie chłodzenia, jeśli proces fermentacji generuje ciepło;
zapewnienie procedury oddzielania biomasy od podłoża (flokulacja, flotacja, wirowanie, filtracja);
zapewnienie dalszego procesu przetwarzania biomasy, w celu zapewnienia jej przydatności i trwałości;
poprawa jakości produktu: redukcja RNA poprzez szybkie podgrzanie, rozkład, chemiczną ekstrakcje protein; rozbicie ścian komórkowych; ocena zawartości endotoksyn, ewentualnie proces ich redukcji;
ocena produktu: zawartość białek, aminokwasów, kwasów nukleinowych, węglowodanów, tłuszczów, witamin i metali ciężkich.

== Mikroorganizmy ==
Do mikroorganizmów wykorzystywanych w produkcji SCP zaliczamy:

=== Także ===
Candida utilis i Kluyveromyces marxianus – produkują enzymy, które mogą być wykorzystane do modyfikacji serwatki w procesie produkcji SCP.
Wiele procesów wykorzystuje więcej, niż jeden rodzaj mikroorganizmów. Niektóre z nich są wielostopniowe, jak np. proces Symba, wykorzystujący symbiotyczne drożdże Endomycopsis fibuligera i Candida utilis. W procesie Symba Endomycopsis fibuligera wytwarza amylazę, która hydrolizuje skrobię, umożliwiając wzrost C. utilis.
Trichoderma viride znalazł także zastosowanie jako biofungicyd.

== Zalety ==
Produkcja biomasy mikroorganizmów na dużą skalę posiada wiele zalet, w porównaniu do tradycyjnych metod produkcji białek spożywczych:

Mikroorganizmy cechują się znacznie wyższym tempem wzrostu (glony 2–6 godzin, drożdże 1–3 godziny, bakterie 0,5–2 godziny). Ta właściwość pozwala na dobór szczepów o wysokiej wydajności i odpowiednich właściwościach odżywczych, znacznie szybciej i łatwiej, niż ma to miejsce w rolnictwie tradycyjnym.
Podczas gdy znaczna część tradycyjnych płodów rolnych, np. łodygi, liście lub korzenie są z reguły niejadalne, mikroorganizmy jednokomórkowe mogą zostać wykorzystane w całości. Także część jadalnych płodów rolnych nie może zostać strawiona. Dla porównania wiele mikroorganizmów może zostać strawiona i przyswojona w znacznie większym stopniu.
Mikroorganizmy zwykle cechują się wyższą zawartością białek (tj. około 30–70% suchej masy), niż warzywa i zboża. Profile aminokwasowe wielu mikroorganizmów SCP często mają doskonałe właściwości odżywcze, porównywalne do kurzego jajka.
Niektóre mikroorganizmy mogą wytwarzać witaminy i składniki odżywcze, których organizmy eukariotyczne – takie jak rośliny, nie są w stanie wytwarzać lub nie wytwarzają w znaczących ilościach. Przykładem może być witamina B12.
Mikroorganizmy są w stanie utylizować jako źródła węgla szerokie spektrum surowych materiałów, w tym: alkany, metanol, metan, etanol i cukry. To co było postrzegane jako „odpad”, często może służyć jako podstawa wzrostu jadalnych mikroorganizmów i zostać odzyskane w postaci składników odżywczych.
Podobnie jak rośliny, mikroorganizmy autotroficzne są w stanie odżywiać się dwutlenkiem węgla. Niektóre z nich, jak na przykład bakterie u których występuje redukcyjny szlak acetylo-CoA lub reduktywny cykl kwasów karboksylowych, są w stanie związać CO2 2-3, a jeżeli zostanie wzięty pod uwagę efekt fotoinhibicji, nawet 10 razy wydajniej, niż rośliny.
Część bakterii, jak np. bakterie homoacetogenne z rodzaju Clostridium są zdolne do przeprowadzenia fermentacji gazów syntezowych (syngas). Oznacza to, że są zdolne do rozkładu mieszaniny CO, H2 i CO2, które z kolei mogą zostać uzyskane w wyniku gazyfikacji trudnych do przetworzenia odpadów biologicznych, takich jak ligninoceluloza.
Cześć bakterii jest diazotroficzna, co oznacza, że są w stanie przyswajać azot cząsteczkowy z powietrza i tym samym nie polegają na nawozach azotowych, których produkcja, użytkowanie oraz degradacja powodują poważne szkody w środowisku naturalnym i emisję gazów cieplarnianych.
Wiele bakterii jest w stanie wykorzystywać wodór cząsteczkowy jako źródło energii przy użyciu enzymów hydrogenaz. Podczas gdy hydrogenazy zwykle są wrażliwe na tlen, część bakterii jest w stanie prowadzić zależny od tlenu proces oddychania H2. Ta cecha pozwala bakteriom autotroficznym odżywiającym się CO2, rosnąć w szybkim tempie bez udziału energii słonecznej. A ponieważ H2 można uzyskać w wyniku elektrolizy wody, można powiedzieć, że bakterie te w pewnym sensie są „napędzane energią elektryczną”.
Produkcja biomasy mikroorganizmów jest niezależna od pór roku i zjawisk klimatycznych. Można ją łatwo odizolować od ekstremalnych warunków pogodowych, które jak przewiduje się, w wyniku obecnych zmian klimatycznych, będą powodować straty w plonach rolnych. Mikroorganizmy niezależne od energii słonecznej, mogą kontynuować swój wzrost także w nocy.
Kultywacja mikroorganizmów generalnie cechuje się znacznie niższym śladem wodnym, niż konwencjonalna produkcja rolnicza. Średni światowy niebiesko-zielony ślad wodny (nawadnianie, woda powierzchniowa, deszczowa i gruntowa) upraw sięga około 1800 litrów na kilogram płodu rolnego. Wartość ta wiąże się z dużymi stratami w wyniku parowania, transpiracji, odwadniania i spływu powierzchniowego. W zamkniętych bioreaktorach produkujących SCP nie występuje żaden z tych problemów.
Kultywacja mikroorganizmów nie wymaga żyznej gleby i tym samym nie stanowi konkurencji dla tradycyjnego rolnictwa. Dzięki niewielkim wymaganiom wodnym, może być prowadzona także w suchych klimatach o nieprzydatnych rolniczo glebach. Tym samym może służyć jako awaryjna technologia produkcji żywności w razie niedostatecznych plonów w krajach borykających się z klęskami nieurodzaju.
Mikroorganizmy fotosyntetyczne mogą osiągać wyższą efektywność wykorzystania energii słonecznej, niż rośliny, ponieważ takie parametry bioreaktorów jak: dostępność wody i dwutlenku węgla oraz równomierna dystrybucja światła mogą być precyzyjnie kontrolowane.
Produkcja mikroorganizmów może być łatwiej modyfikowana w kierunku pożądanej jakości, niż tradycyjne produkty rolnicze. Zamiast ekstrakcji aminokwasów z ziaren soi, traktując jako odpad połowę ich masy, można zmodyfikować genetycznie mikroorganizmy, aby produkowały nadmiar, a nawet wydzielały poszczególne aminokwasy. Jednak ze względu na opór konsumentów, zwykle korzystniej jest uzyskać podobne wyniki poprzez selekcję istniejących mikroorganizmów pod względem pożądanych cech oraz ich hodowlę.

== Wady ==
Pomimo że SCP posiadają bardzo atrakcyjne cechy jako źródło pokarmu dla ludzi, to wiążą się także z pewnymi problemami, które ograniczają możliwość zastosowania ich na skalę globalną:

Szybko rosnące mikroorganizmy, takie jak bakterie i grzyby, zwykle cechują się wysoką zawartością kwasów nukleinowych – zwłaszcza RNA. Ich zawartość w diecie zwierząt monogastrycznych powinna być ograniczona do <50g na dzień. Trawienie związków puryny powstałych w wyniku rozpadu RNA prowadzi do podwyższonych poziomów kwasu moczowego w osoczu co może prowadzić do rozwoju dny moczanowej i kamieni nerkowych. Kwas moczowy może zostać przekształcony w alantoinę, która jest wydalana wraz z moczem. Usuwanie kwasów nukleinowych nie jest konieczne w przypadku paszy dla zwierząt, ale w przypadku produktów przeznaczonych do spożycia przez ludzi już tak. Problem ten może być rozwiązany – jedną z metod jest ogrzewanie, które zabija komórki, dezaktywuje enzymy proteazy i pozwala endogenicznym rybonukleazom na hydrolizę RNA, co za tym idzie uwalniając nukleotydy z komórki do bulionu fermentacyjnego.
Podobnie jak w komórkach roślinnych, ściany komórkowe niektórych mikroorganizmów, takich jak glony i drożdże, zawierają niestrawne komponenty, jak np. celuloza. Co za tym idzie, komórki niektórych SCP powinny zostać rozbite w celu uwolnienia ich zawartości, aby umożliwić jej strawienie.
Niektóre SCP cechują się nieprzyjemnym smakiem i kolorem.
W zależności od rodzaju SCP i warunków hodowli, należy podjąć szczególne środki, aby zapobiec zakażeniu innymi mikroorganizmami, ponieważ mogą one produkować toksyny, takie jak mykotoksyny lub cyjanotoksyny. Ciekawe podejście do tego problemu zostało zaproponowane w przypadku hodowli grzyba Scytalidium acidophilum, który rośnie w środowisku o ekstremalnie niskim pH 1. Takie warunki pozwalają na hydrolizę odpadów papieru do cukru i zapewnia antyseptyczne warunki, przy równocześnie niskich kosztach.
W części białek pozyskanych z drożdży i grzybów może występować niedobór metioniny.

== Zobacz też ==
Nowa żywność
Quorn
Drożdże odżywcze
Substytut mięsa
Mikroorganizmy efektywne
Jadalne glony
Grzyby jadalne

== Przypisy ==


Biochip

Biochip – element elektroniczny umieszczony w żywych organizmach ludzkich lub zwierzęcych, mający głównie na celu ich identyfikację (RFID), ewentualnie lokalizację drogą radiową (np. podczas migracji różnych gatunków zwierząt). Najnowsze nadajniki mają wielkość ziarna ryżu (11 mm długości / 2 mm szerokości).
W skład „implantu” RFID wchodzą 4 części: mikrochip, antena spiralna, kondensator i przezroczysta kapsuła zbudowana z polimeru polipropylenowego.

== Budowa i działanie ==
Biochipy o przeznaczeniu handlowym RFID są nadajnikami, które pod wpływem indukcji prądu elektrycznego wysyłają sygnał radiowy na odległość do kilkunastu metrów a tym samym dane/kod zawierający niezbędne informacje o osobach w których się znajdują i do których są przyporządkowane.
Mechanizm działania jest prawie taki sam jak w przypadku kodów kreskowych, tyle że osoba nabywająca dobra materialne nie musi już wyciągać portfela ani karty kredytowej w celu uiszczenia zapłaty, pieniądze są zabierane z elektronicznego konta za pomocą skanowania dłoni, w której znajduje się biochip.

== Globalny patent ==
W 2002 roku miliony widzów skupionych przed telewizorami w USA oglądały jak jednej z rodzin wszczepiono biochipy ADS VeriChip w programie Today Show. Oba wynalazki wyprodukowała jedna firma Applied Digital Solutions z siedzibą na Florydzie, notowana na rynku pozagiełdowym NASDAQ (symbol ADSX).
Za autora metody uważa się Thomasa W. Heetera, który w marcu 1999 r. w Houston opatentował swój wynalazek (nr. 5.878.155) i nadał mu następujący opis: „Sposób weryfikacji ludzkiej tożsamości podczas uczestniczenia w elektronicznej transakcji handlowej”.
Metoda sprawdzania danych osobowych przy wykorzystaniu biochipów-implantów wszczepialnych w prawą rękę, polega na zeskanowaniu chipa znajdującego się pod skórą i tym samym obciążeniu elektronicznego konta kupującego daną kwotą.
Istnieje również metoda wytatuowania na ręce lub czole niewidzialnego znaku w formie kodu kreskowego. Taki tatuaż zawiera dane personalne potrzebne do ustalenia podmiotu nabywającego i numeru jego konta.
Każdy chip jest niepowtarzalnym egzemplarzem. Do wszczepienia implantu używa się bezpiecznych, hipodermicznych igieł. Żywotność urządzenia to 99 lat. Zabieg nie wymaga znieczulenia.

== Zastosowanie ==
Stacja ABC w znanym amerykańskim programie Good Morning America z 30 sierpnia 1998 pokazała pierwszego człowieka z wszczepionym biochipem. Tytuł programu brzmiał „Pół człowiek, pół maszyna”, a jego bohaterem był Kevin Warwick. Prowadzący Aaron Brown podsumował to spotkanie następująco:
„Wydaje mi się, że to czego ludzie boją się najbardziej to moment w jakim rząd pana, mój, jakikolwiek, może kontrolować nas wszystkich, gdy włożą nam te małe chipy”.
Dr Peter Zhou jest szefem naukowców firmy ADS i określa zastosowanie produktu m.in.: w tropieniu porwanych dzieci – (projekt KIDSCAN), monitorowaniu więźniów, kontrolowaniu funkcji witalnych organizmu, odnajdywaniu chorych na Alzheimera.
Chip byłby również substytutem dla kart kredytowych, paszportu, prawa jazdy, karty zdrowia itp.

== Polska ==

=== Mikrochipy dla zwierząt ===
Identyfikacja zwierzęcia to proces, który ma umożliwić, poprzez powiadomienie właścicieli, szybki powrót zaginionych zwierząt domowych do miejsca zamieszkania. Ta identyfikacja polega na weryfikacji danych osobowych przypisanych w rejestrze do unikalnego numeru biochipa (15-cyfrowy numer niezawierąjacy danych kontaktowych) danego psa lub kota. Największym i najdłużej funkcjonującym w Polsce tego typu serwisem jest międzynarodowy rejestr zwierząt oznakowanych biochipem identyfikacja.pl (baza dostępna od 2000 r.), który współpracuje z lekarzami weterynarii, schroniskami oraz urzędami. Rejestr zapoczątkowano w 1997 roku, gdy na mocy porozumienia przedstawiciele Polskiego Towarzystwa Rejestracji i Identyfikacji Zwierząt wraz z reprezentantami innych europejskich krajów utworzyli organizację European Pet Network.

== Przypisy ==


Bioczujnik

Bioczujnik (biosensor) – część urządzenia pomiarowego stosowanego w biotechnologii i medycynie.
Bioczujnik składa się z części biologicznej  i części aparaturowej przetwarzającej sygnał odebrany przez część biologiczną. Dużą przewagą biosensorów nad klasycznymi czujnikami elektrycznymi jest ich wysoka zdolność wybiórcza konkretnych elementów w badanym środowisku, jak związków chemicznych, białek czy nawet mikroorganizmów.
Oznacza to, że odpowiedź tego bioczujnika będzie zachodzić dla ściśle określonych warunków. Pozwala to tworzyć bardzo wyspecjalizowaną aparaturę pozwalającą wykrywać zmiany na poziomie molekularnym. Bioczujniki mogą być oparte na receptorach chemicznych, immunologicznych lub biokatalitycznych.
Jako bioczujnik starego typu w części biologicznej używa się często żywą tkankę roślinną lub zwierzęcą. Są one nietrwałe – tkanka zazwyczaj powinna być żywa.
W nowszych zastosowaniach dąży się do użycia jak najmniejszej części biologicznej, dążąc do nanometrowych rozmiarów organelli, enzymu lub pojedynczej biocząsteczki.
Podstawowa klasyfikacja bioczujników:

Przykłady zastosowań:

biosensor DNA, tranzystor polowy DNA
biosensor tkankowy, plaster banana – służy do wykrywania neurotransmitera dopaminy
biosensor tkankowy, wycinek kory nadnerczy połączony z elektrodą amoniakalną – służy do analizy glutaminy
biosensor tkankowy, plasterek płatka kwitnącej magnolii przyczepiony do elektrody gazowej – wykrywa aminokwasy
biosensor tkankowy, mięsień królika – wykrywa nukleodyd monofosforanu adenozyny
biosensor tkankowy, pęcherz ropuchy – służy do analizy wazopresyny
immunosensor, test ciążowy

W ośrodkach naukowych na świecie prowadzone są badania rozmaitych nanomateriałów, umożliwiających konstrukcję bioczujników. Np. na Politechnice Gdańskiej badane są interakcje fosforenu z materiałami biologicznymi. Jednym z potencjalnych zastosowań jest użycie fosforenu w miniaturowych biosensorach, które mogą znaleźć szerokie zastosowania w biotechnologii i medycynie.
Bibliografia:

Bioczujniki,  Tomasz Wojtaszek w: Problemy nr 5/1989
Florinel-Gabriel Bănică, "Chemical Sensors and Biosensors: Fundamentals and Applications", 2012, John Wiley and Sons, Chichester UK, 576 p. ISBN 978-1-118-35423-0

== Przypisy ==


Biofakt

Biofakty – sztuczne stworzone przez człowieka obiekty, które są lub choć przez chwile były żywe w sensie biologicznym. Termin „biofakt” jest neologizmem złożonym z dwóch wyrazów „artefakt” i „bios” (życie).
Przykładem biofaktu są np. klony takie jak owca Dolly.
Pojęcie to zostało wprowadzone przez Nicole C. Karafyllis w 2001 roku, aby uwidocznić, że również istoty żywe w dużym stopniu, poprzez metody biotechnologiczne, jak technika genetyczna czy klonowanie, mogą być sztuczne.
Skonstruowane sztucznie przez człowieka obiekty były tradycyjniej dziełem techniki, podczas gdy istoty żyjące zalicza się tradycyjnie do natury. Fakt występowania biofaktów, zaciera tę granicę.

== Bibliografia ==
Nicole C. Karafyllis (ed.): Biofakte – Versuch über den Menschen zwischen Artefakt und Lebewesen. Paderborn, Mentis 2003 (niem.)
Nicole C. Karafyllis: Biofakte – Grundlagen, Probleme, Perspektiven. Discussion Unit in the journal Deliberation Knowledge Ethics / Erwaegen Wissen Ethik, Vol. 17, Nr. 4 (2006). (niem.), wstęp (ang.)
Nicole C. Karafyllis: Growth of Biofacts: the real thing or metaphor?. In: R. Heil, A. Kaminski, M. Stippack, A. Unger and M. Ziegler (Ed.): Tensions and Convergences. Technological and Aesthetic (Trans)Formations of Society. Bielefeld (2007). 141-152. (ang.)
Nicole C. Karafyllis: Endogenous Design of Biofacts. Tissues and Networks in Bio Art and Life Science. In: sk-interfaces. Exploding borders – creating membranes in art, technology and society. Ed. by Jens Hauser. Liverpool: University of Liverpool Press (European Ed.) (2008), 42-58. (ang.)


Biofarmaceutyki

Biofarmaceutyki – białka (w tym przeciwciała), kwasy nukleinowe (DNA i RNA lub antysensowe oligonukleotydy) używane do celów terapeutycznych lub celów diagnostycznych in vivo, wytwarzane z zastosowaniem biotechnologii.

== Biofarmacja ==
Biofarmacja jest to termin, który opisuje dziedzinę badań ściśle związanych z farmakokinetyką.

== Różnice między biofarmaceutykami i lekami konwencjonalnymi ==
Leki biotechnologiczne i konwencjonalne leki chemiczne różnią się fundamentalnie pod względem struktury i mechanizmów działania. Leki biotechnologiczne są wytwarzane przez żywe komórki, a leki chemiczne w procesach chemicznych.
Struktura cząsteczek bioleków jest w związku z tym nieporównywalnie bardziej złożona. Dla porównania: lek biologiczny interferon β charakteryzuje się masą cząsteczki 19 000 Da, podczas gdy cząsteczka przedstawiciela leków klasycznych – kwasu acetylosalicylowego – ma masę jedynie 180 Da. Związki małocząsteczkowe, otrzymywane na drodze syntetycznej wypełniają wymóg biorównoważności dla produktów farmaceutycznych. Dzięki temu możliwe jest bezpieczna zmienność jako preparatów genetycznych.
Inaczej jest w przypadku substancji mało- i średniocząsteczkowych otrzymywanych na bazie surowców naturalnych.

== Leki biopodobne ==
Leki produkowane metodami biotechnologicznymi nie posiadają biogeneryków (zamienników) – po wygaśnięciu ochrony patentowej leku biotechnologicznego (na przykład pierwszej generacji) może pojawić się w lecznictwie specyfik naśladujący lek oryginalny. Takie farmaceutyki nazywa się lekami biopodobnymi lub biofarmaceutykami naśladowczymi.
Różnią się one od oryginału przede wszystkim stosowaniem innej linii komórkowej oraz innego procesu wytwarzania i oczyszczania, co może powodować różnice we właściwościach farmakokinetycznych i farmakodynamicznych między lekami oryginalnymi a biopodobnymi.

== Charakterystyka biofarmaceutyków ==
Biofarmaceutyki charakteryzują się strukturą trzeciorzędową (konformacją przestrzenną) i czwartorzędową (wyznaczającą specyficzne interakcje z wieloma innymi białkami i receptorami w narządach docelowych).
Struktury nie występują w przypadku związków małocząsteczkowych.
Podczas gdy leki chemiczne wpływają na ogół na jeden lub najwyżej kilka procesów (zazwyczaj reakcji enzymatycznych), bioleki wykazują znacznie bardziej złożone działanie. Przykładem jest interferon, który oddziałuje na ekspresję ponad 40 genów. Z tych też powodów pełnego mechanizmu działania leków biologicznych w zasadzie nie można określić.
Ponadto w wielu przypadkach lek biologiczny w swojej postaci finalnej (czyli w podawanej pacjentowi) nie zawiera jednej ściśle określonej cząsteczki, ale w rzeczywistości jest mieszaniną różnych izoform.
Są one bardzo wrażliwe na warunki zewnętrzne (temperatura, nasłonecznienie).
Ocenia się, że już ponad 500 milionów chorych było lub jest leczonych biolekami.

== Metody wytwarzania biofarmaceutyków ==
Biofarmaceutyki mogą być wytwarzane z komórek bakterii (np. E. coli lub rekombinacji kultur drożdży), linii komórek ssaków (hodowli komórkowej), kultur komórek roślinnych (kultury tkanek roślinnych) i mchów roślin w różnych konfiguracjach bioreaktorów, w tym fotobioreaktory.
Potencjalne metody produkcji biofarmaceutyków obejmują organizmy głównie transgeniczne rośliny i zwierzęta. Modyfikacje tych organizmów stanowią duże zagrożenie dla inwestorów. Jest ono związane z brakiem sprecyzowanych planów co do uzyskania konkretnego organizmu oraz problemami etycznymi, co za tym idzie – brak akceptacji organów rządowych. Badania nad lekami biologicznymi mogą stanowić ryzyko krzyżowań organizmów.
Jednym z potencjalnych sposobów podejścia do tej technologii, jest stworzenie transgenicznych ssaków, które mogą produkować biofarmaceutyki w mleku. Pierwszym takim wynalazkiem był ATryn z mlekiem kóz.

== Rodzaje biofarmaceutyków ==
Czynniki krwi (czynnika VIII i czynnika IX)
Czynniki trombolityczne (tkankowy aktywator plazminogenu)
Hormony (insulina, glukagon, hormon wzrostu, gonadotropiny)
Krwiotwórcze czynniki wzrostu (erytropoetyny, czynniki stymulujące kolonie)
Interferony (interferony-α,-β,-γ)
Produkty oparte na interleukinach (interleukina-2)
Szczepionki (antygen powierzchniowy wirusa zapalenia wątroby typu B)
Przeciwciała monoklonalne (różne)
Dodatkowe produkty (czynnik obumarcia nowotworu, leczenia enzymami)

== Klasyfikacja biofarmaceutyków ze względu na sposób produkcji ==

=== Otrzymywanie przy użyciu technologii standardowych ===
szczepionki
preparaty z krwi
toksyny
surowce lecznicze
enzymy

=== Otrzymywanie przy użyciu technologii zaawansowanych ===
przeciwciała monoklonalne
białka rekombinowane
cytokiny
białka funkcyjne
hormony
komórki macierzyste
komórki autogeniczne, allogeniczne, ksenogeniczne
szczepionki DNA
wektory wirusowe
geny terapeutyczne

== Zobacz też ==
leki biologiczne

== Bibliografia ==
Michał Nowicki, Joanna Zimmer-Nowicka, Biofarmaceutyki oryginalne i biopodobne, „Onkologia”, Via Medica 2007, ISSN 1734-3542.
Kwartalnik „Biotechnologia” 2 (85), Komitet Biotechnologii PAN i Instytut Chemii Bioorganicznej PAN 2009, ISSN 0660-7796.
EGA Handbook On Biosimilar Medicines, www.egagenerics.com
http://www.scribd.com/doc/9264163/Poradnik-GMO
Europejskie Publiczne Sprawozdania Oceniające (EPAR)


Biogospodarka

Biogospodarka (zwana również bioekonomią, inżynierią ekologiczną lub gospodarowaniem surowcami odnawialnymi i mineralnymi) – jest odpowiedzią na wzrastające zapotrzebowanie na rozwój nauki z zakresu nowych uregulowań i procesów zachodzących w gospodarce. Biogospodarka kształtuje nowy rynek pracy, produkcji i usług, który wymaga nowej zaawansowanej wiedzy i specjalistycznych kadr dla tego rynku. Biogospodarka jest w stanie pobudzić i utrzymać wzrost gospodarczy i utworzyć miejsca pracy na obszarach wiejskich, przybrzeżnych i przemysłowych, ograniczyć uzależnienie od paliw kopalnych oraz przyczynić się do poprawy równowagi ekonomicznej i środowiskowej produkcji podstawowej i przemysłu przetwórczego. Biogospodarka wykorzystuje aktualną wiedzę oraz najnowsze odkrycia i osiągnięcia naukowe w obszarze, w tym szczególnie w zakresie przetwórstwa spożywczego, inżynierii środowiska, bioenergetyki oraz technologii i procesów przemysłowych.

== Zastosowanie ==
Gospodarka oparta na biopaliwach wykorzystuje biomasę pierwszej generacji (uprawy i odpady rolne), biomasę drugiej generacji (przetworzone uprawy i odpady rolne) i biomasę trzeciej generacji (zastosowanie wodorostów, alg i bakterie) oraz biomasę czwartej generacji (biokarbon, biowęgiel). Następnie stosuje się kilka metod przetwarzania (w biorafineriach), aby uzyskać jak najwięcej energii z biomasy. Techniki te obejmują:

Beztlenowe reakcje chemiczne
Pirolizę
Toryfikację
Fermentację
Fermentacja beztlenowa jest zwykle stosowana do produkcji biogazu, fermentacja cukrów powoduje wytwarzanie etanolu, piroliza jest wykorzystywana do produkcji oleju do pirolizy (który jest zestalonym biogazem), a toryfikacja jest wykorzystywana do wytwarzania biomasy - biowęgla. Biomasa - biowęgiel i biogaz są następnie spalane w celu produkcji energii, etanol może być stosowany jako paliwo (nośnikowe), a także do innych celów, takich jak produkty do pielęgnacji skóry.

== Jak najlepiej wykorzystać biomasę ==
Ze względów ekonomicznych przetwarzanie biomasy odbywa się według określonego schematu. Ten wzorzec, podobnie jak wydajność, zależy od użytej biomasy. Nadrzędną ideą jest znalezienie najbardziej odpowiedniego schematu przetwarzania biomasy, który jest znany jako biorafinacja. Ogólna lista pokazuje produkty o wysokiej wartości dodanej i najniższej objętości biomasy do produktów o najniższej wartości dodanej i najwyższej objętości biomasy:

drobne chemikalia/leki
żywność
chemikalia/biotworzywa
paliwa transportowe
prąd i ciepło
Trwają również badania mające na celu usprawnienie procesów produkcyjnych. Na przykład, aby wytwarzać tworzywa sztuczne, farby, leki oraz środki przeciw zamarzaniu z gazu syntezowego.

== Przypisy ==


Biohaker

Biohaker – określenie osoby wykonującej eksperymenty biologiczne, w tym związane z DNA i innymi aspektami genetyki, zwykle poza laboratoriami akademickimi, rządowymi lub laboratoriami firm – np. farmaceutycznych.

== Zobacz też ==
biotechnologia
bioterroryzm
inżynieria genetyczna
haker

== Linki zewnętrzne ==
Portal o biohackingu


Biologiczne wytwarzanie wodoru

Biologiczne wytwarzanie wodoru przy użyciu alg jest metodą fotobiologicznego rozkładu wody, zachodzącego w zamkniętym fotobioreaktorze, opartą na produkcji wodoru przy użyciu promieni słonecznych jako źródła energii wykorzystywanego przez algi. Do produkcji wodoru przez algi, konieczne jest zapewnienie im odpowiednich warunków. W 2000 roku odkryto, iż jeśli pozbawić algę C. reinhardtii siarki, zamieni ona produkcję tlenu w normalnym procesie fotosyntezy na produkcję wodoru.

== Fotosynteza ==
Podczas fotosyntezy cyjanobakterie i algi zielone rozkładają wodę na jony wodorowe i elektrony. Elektrony przenoszone są na ferredoksynę. Fe-Fe hydrogenaza (enzym) łączy je do wodoru gazowego. Fotoukład II Chlamydomonas reinhardtii wytwarza w bezpośredniej konwersji promieniowania słonecznego 80% elektronów, które na koniec znajdują swoje miejsce w wodorze gazowym. LHCBM9 – białko zbierające światło fotoukładu II w kompleksie zbierającym światło skutecznie wspomaga odbieranie energii słonecznej. Fe-Fe-hydrogenaza wymaga warunków beztlenowych, gdyż tlen blokuje jej aktywność. Do badania dróg metabolicznych stosowana jest spektroskopia fourierowska.

== Skrócony układ antenowy ==
Chlorofilowe układy antenowe w zielonych algach są zmniejszone lub skrócone, by zmaksymalizować efektywność fotobiologicznej konwersji światła w H2. Skrócony układ minimalizuje pochłanianie i marnotrawne rozpraszanie światła poprzez poszczególne komórki, co w konsekwencji poprawia efektywność wykorzystania światła i ulepsza produktywność fotosyntezy w kolonii zielonych alg.

== Historia ==
W 1939 roku niemiecki badacz Hans Gaffron pracując na Uniwersytecie Chicago, zaobserwował, że badane przez niego algi Chlamydomonas reinhardtii (alga zielona) czasem zamieniają produkcję tlenu na produkcję wodoru. Nigdy nie odkrył przyczyny takich zmian i przez wiele lat uczeni ponosili porażki podczas prób wyjaśnienia tego zjawiska. Pod koniec lat 90 XX wieku, profesor Anastasios Melis, badacz z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkley, odkrył, że jeśli środowisko kultury alg pozbawione jest siarki, algi zamieniają produkcję tlenu (wynikającą z normalnej fotosyntezy) na produkcję wodoru. Odkrył on również, że enzymem odpowiedzialnym za tę reakcję jest hydrogenaza, lecz traci ona tę zdolność w obecności tlenu. Melis dowiódł, że uszczuplenie ilości siarki dostępnej algom, przerywa ich wewnętrzny obieg tlenu, pozwalając wytworzyć środowisko, w którym hydrogenaza indukuje produkcję wodoru przez te algi. Chlamydomonas moewusii jest również dobrym szczepem do produkcji wodoru.

Kamienie milowe
1997 – profesor Anastasios Melis, po pracy Hansa Gaffrona, odkrył, że zubożenie ilości siarki dostępnej algom powoduje zmianę produkcji tlenu na produkcję wodoru. Dowiódł, że enzymem odpowiedzialnym za tę reakcję jest hydrogenaza.
2006 – uczeni z Uniwersytetu w Bielefeld i Uniwersytetu w Queensland zmienili genom jednokomórkowej algi Chlamydomonas reinhardtii tak, by produkowała szczególnie duże ilości wodoru. Stm6 może w dłuższym czasie wytworzyć pięciokrotność objętości jaką dają dzikie algi i do 1,6–2,0% sprawności energetycznej.
2007 – Odkryto, iż jeśli doda się miedzi do zablokowania wytwarzania tlenu, algi zmienią produkcję tlenu na wodór.
2007 – Anastasios Melis badający sprawność konwersji energii słonecznej na chemiczną w tlaX mutantach Chlamydomonas reinhardtii, osiągnął 15% sprawność, pokazując że rozmiar skróconego układu Chl antenowego minimalizuje marnotrawne rozpraszanie promieniowania słonecznego przez poszczególne komórki. Proces konwersji energii słonecznej na chemiczną może być połączony z produkcją różnorodnych biopaliw włącznie z wodorem.
2008 – Anastasios Melis badając konwersję energii słonecznej na chemiczną na tlaR mutantach Chlamydomonas reinhardtii, osiągnął 25% sprawność przy teoretycznym 30% maksimum.
2009 – Zespół z Uniwersytetu w Tennessee, Knoxville i Państwowego Laboratorium w Oak Ridge ustalił, że proces jest 10 krotnie bardziej wydajny przy podniesieniu temperatury.
2011 – Dodając modyfikowany bioinżynieryjnie enzym, zwiększa się poziom produkcji wodoru przez algi o około 400%.
2011 – Zespół z Argonne’s Photosynthesis Group pokazał jak nanocząsteczki platyny mogą być przyłączone do kluczy proteinowych w algach by pięciokrotnie zwiększyć wydajność produkcji paliwa wodorowego.
2013 – Uniwersytet w Uppsali – fotoukład II Chlamydomonas reinhardtii wytwarza w bezpośredniej konwersji promieniowania słonecznego 80% elektronów, które na koniec znajdują swoje miejsce w wodorze gazowym.

== Badania ==
2008 – Naukowcy z amerykańskiej placówki naukowo-badawczej Argonne National Laboratory, starali się odnaleźć sposób na oddzielenie części hydrogenazy odpowiedzalnej za wytwarzanie gazowego wodoru i wprowadzenie jej do procesu fotosyntezy. Efektem miało by być otrzymanie dużej ilości gazowego wodoru, możliwie na równi z produkcją tlenu
2009 – Przestrzeń badań wzrostu sprawności procesu, objęło wprowadzenie tolerującej tlen Fe-Fe hydrogenazy i zwiększenie poziomu produkcji wodoru przez usprawniony przesył elektronów.
Od 2009 roku, HydroMicPro testuje reaktor tarczowy.
Od 2013 roku, Grow Energy wprowadziło nowy system wielkoskalowych produkcji wodoru w konstrukcjach bioreaktorów.
2014 – Uniwersytet Ruhr i Instytut Maxa Plancka wzbogaciły produkcję wodoru wytwarzanego przez mikroalgi dzięki przekierowywaniu elektronów z fotouładu I do hydrogenzy.

== Ekonomia ==
Potrzeba by około 25 000 kilometrów kwadratowych upraw aby dostatecznie zastąpić zapotrzebowanie na benzynę w Stanach Zjednoczonych. Porównując, obszar taki reprezentuje około 10% terenów jakie są obecnie poświęcone na uprawę soi w Stanach Zjednoczonych.
W 2004 roku Departament Energii Stanów Zjednoczonych ogłosił cenę sprzedaży na 2,60 $ za kilogram wodoru jako ustalenie wartości wymiany. 1 kg wodoru jest szacunkowo ekwiwalentem galonu benzyny (ok. 3,79 litra). Aby dojść do poziomu powszechnej sprzedaży rynkowej, konwersja „od światła do wodoru” musi osiągnąć sprawność 10% podczas gdy w 2004 roku był to jedynie 1%, zaś cena sprzedaży w 2004 roku ustaliła się na poziomie 13,53$ za kilogram.
Odnosząc się do szacunku Departamentu Energii, stacja paliw zaopatrująca 100 samochodów dziennie potrzebowałaby 300 kg wodoru. Przy obecnej technologii, 300 kg dziennie, samodzielny układ wymagałby 110 000 m² obszaru rozlewiskowego o 10 centymetrowej głębokości, gdzie koncentracja komórek mutantów ze skróconym układem antenowym wynosiła by 0,2g/l.

== Problemy w projektowaniu bioreaktorów ==
Ograniczenie fotosyntetycznej produkcji wodoru poprzez nagromadzenie gradientu protonowego.
Zahamowanie fotosyntetycznej produkcji wodoru przez konkurencyjne działanie dwutlenku węgla.
Potrzeba wodorowęglanów wiążących się z fotoukładem II dla sprawnej aktywności fotosyntetycznej.
Odpływ elektronów w wyniku konkurencyjnego działania tlenu w czasie produkcji wodoru przez algi.
Ekonomia całego procesu musi osiągnąć konkurencyjne osiągi względem pozostałych źródeł energetycznych, co zależy od wielu czynników.
Główną przeszkodą techniczną jest sprawność w przekształceniu energii słonecznej na energię chemiczną zgromadzoną cząsteczkach wodoru.
Aktualnie podejmowane są próby rozwiązania tych problemów w drodze modyfikacji bioinżynieryjnych.

== Przypisy ==


Biometal

Biometal – określenie odnoszące się do metali o znaczeniu metabolicznym w postaci kationów lub kompleksów Cu, Zn, Fe, Mn, Co. Przez analogię do biopaliwa może też odnosić się do metali otrzymywanych lub wzbogacanych bioprocesowo.


Biopunk

Biopunk – podgatunek w literaturze, filmach, komiksach i grach science fiction skupiający się na przyszłości biotechnologii.

== Charakterystyka ==
Biopunk koncentruje się na wpływie różnych odmian biotechnologii na życie ludzi. Fabuła może dotyczyć biologii syntetycznej (Łowca androidów) czy inżynierii genetycznej (Park Jurajski). Często spotkać się można z utworami traktującymi o śmiertelnie niebezpiecznej, nowo stworzonej formie wirusa. Do powieści biopunk należą m.in. Xenogenesis, Park Jurajski, Ribofunk. Wśród filmów wymienić należy Łowcę androidów, Gattacę, ekranizację Parku Jurajskiego, Wyspę. Elementy biopunk występują również w powieści Hyperion Dana Simmonsa a także filmie Dystrykt 9.

== Przypisy ==


Bioreaktor

Bioreaktor, fermentator, fermentor – urządzenie umożliwiające prowadzenie procesów mikrobiologicznych, enzymatycznych, jak również hodowle komórek organizmów wielokomórkowych, skonstruowane w sposób umożliwiający, poprzez pomiar i regulację parametrów, kontrolę procesu produkcyjnego i jego optymalny przebieg, w warunkach maksymalnego ograniczenia lub całkowitego wyeliminowania możliwości zakażeń.

== Zobacz też ==
fermentor

== Przypisy ==


Bioskruber

Bioskruber, biopłuczka – typ bioreaktora służący do oczyszczania powietrza.
Biopłuczki składają się z dwóch komór: w pierwszej zachodzi przemiana zanieczyszczeń gazowych do fazy ciekłej, a w drugiej następuje biodegradacja substancji odorowych. Istnieją dwa typy biopłuczek:

biopłuczka konwencjonalna, która w drugiej komorze zawiera mikroorganizmy w zawiesinie,
biopłuczka z komorą osadu czynnego, która zamiast komory z mikroorganizmami w zawiesinie ma komorę z osadem czynnym.

== Bibliografia ==
Mikrobiologiczna deodoryzacja emisji bioprzemysłowych i przemysłowych. W: Mieczysław K. Błaszczyk: Mikroorganizmy w ochronie środowiska. Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 2007. ISBN 978-83-01-15149-2. Brak numerów stron w książce


BioSteel

BioSteel – marka handlowa bardzo wytrzymałego materiału, stworzonego z białka zawartego w nici pajęczej. Marka należy do Nexia Biotechnologies. Do produkcji tego białka są użyte transgenetyczne kozy, którym wszczepiono geny pająków.
Od dawna próbuje się produkować nicie pajęcze na skalę przemysłową z uwagi na ich wytrzymałość. Można je stosować w kamizelkach kuloodpornych i wszędzie gdzie używa się kevlaru. Dodatkowo materiał ten jest lżejszy od kevlaru i wytrzymalszy.

== Bibliografia ==
Pajęcze włókno produkowane przez bakterie – gazeta.pl
focus.pl. focus.pl. [zarchiwizowane z tego adresu (2010-03-10)].


Biotechnology and Bioprocess Engineering

Biotechnology and Bioprocess Engineering – międzynarodowe, recenzowane czasopismo naukowe, publikujące w dziedzinie biotechnologii.
Czasopismo to wydawane jest przez Springer Science+Bussiness Media i Korean Society for Biotechnology and Bioengineering. Ukazuje się od 1986. Tematyką obejmuje szeroko rozumianą biotechnologię i bioinżynierię, w tym: biologię stosowaną, biochemię, biologię molekularną, mikrobiologię, inżynierię biomolekularną, biokatalizę, biotransformację, inżynierię metaboliczna, bioseparację, kontrolę bioprocesów, inżynierię systemową, nanobiotechnologię, biosenseorykę i bioelektronikę, inżynierię hodowli komórkowych, biotechnologię środowiskową, biotechnologię spożywczą, farmaceutykę i biomateriały
Impact factor pisma w 2014 roku wyniósł 1,113.

== Przypisy ==


Biotransformacja

Biotransformacja – reakcja chemiczna katalizowana przez enzymy, w wyniku której następuje przekształcenie określonego związku chemicznego.
Biotransformacje u mikroorganizmów można porównać do biokatalizatorów, które przeprowadzają przemiany prowadzące do otrzymania pożądanego produktu. Są to procesy wykorzystujące najczęściej tylko jeden enzym i nie dostarczają komórce energii ani potrzebnych związków. Biotransformacje zachodzą też w formach przetrwalnikowych mikroorganizmów, dzięki braku zaangażowania jakichkolwiek szlaków metabolicznych w proces.
Jednym z ważniejszych problemów przy stosowaniu biotransformacji jest występujące ograniczenie przepuszczalności substratów i produktów przez błony cytoplazmatyczne lub też wydzielenie odpowiedniego enzymu z komórki. Dlatego też opracowane specyficzne sposoby postępowania zależą od charakteru mikroorganizmu (np. środki powierzchniowo czynne).

== Bibliografia ==
Teresa Kołek, Agnieszka Bartmańska: Podstawy biotransformacji. Wydawnictwo Akademii Rolniczej we Wrocławiu, 2005, s. 7. ISBN 83-89189-79-8.


CANON

CANON (ang. completely autotrophic nitrogen removal process over nitrite) – technologia usuwania azotu amonowego ze ścieków prowadzona w pojedynczym autotroficznym bioreaktorze.
Technologia CANON jest prowadzona przy stężeniu tlenu mniejszym niż 0,5%. W warunkach takich w bioreaktorze namnażają się jednocześnie tlenowe nitrozobakterie oraz bakterie beztlenowe, należące do rzędu Planctomycetes: Brocadia i Kuenenia. Zachodzą więc jednocześnie reakcje tlenowego i beztlenowego utleniania amonu, z wydzieleniem azotu cząsteczkowego:
NH4+ + 1,5 O2 → NO2- + 2 H+ + H2O
NH4+ + 1,3 NO2- → 1,02 N2 + 0,26 NO3- + 2 H2O
Sumarycznie te dwie reakcje wyglądają następująco:
NH4+ + 1,3 NO2- → 0,435 N2 + 0,13 NO3- + 1,3 H2O + 1,4 H+

== Zobacz też ==
Anammox

== Bibliografia ==
Biologiczne usuwanie azotu mineralnego ze ścieków. W: Mieczysław K. Błaszczyk: Mikroorganizmy w ochronie środowiska. Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 2007. ISBN 978-83-01-15149-2. Brak numerów stron w książce


ChIP-seq

ChIP-seq (z ang. chromatin immunoprecipitation-sequencing) – metoda analizy interakcji białek z DNA. Wykorzystuje immunoprecypitację chromatyny oraz sekwencjonowanie wysokoprzepustowe. Pierwszym krokiem jest uzyskanie fragmentów DNA, do których wiążą się badane białka – czynników transkrypcyjnych i histonów, najczęściej specyficznie modyfikowanych. Następnie fragmenty te są sekwencjonowane, mapowane na genom i poddawane dalszej analizie bioinformatycznej. Stopniowo ChIP-seq staje się coraz bardziej popularna i wypiera uprzednio stosowaną metodę ChIP-chip, która również opiera się na immuoprecypitacji chromatyny, ale zamiast sekwencjonowania wykorzystuje mikromacierze DNA.

== Opis metody ==
Immunoprecypitacja chromatyny
Pierwszy krok w immunporecypitacji chromatyny polega na utrwaleniu wiązań między białkami a DNA poprzez traktowanie komórek formaldehydem. Następnie DNA poddawany jest losowej fragmentacji, najczęściej za pomocą sonikacji, rzadziej z udziałem enzymów restrykcyjnych. W jej wyniku przeważnie uzyskuje się wciąż związane z białkami fragmenty DNA długości rzędu 100–300 nukleotydów. Następnie przy użyciu przeciwciał swoistych dla badanego białka immunoprecypituje się związane z nim fragmenty. Ostatnim krokiem immunoprecypitacji chromatyny jest oczyszczenie z białek uzyskanych fragmentów DNA. W ten sposób otrzymuje się próbę zawierającą fragmenty, z którymi in vivo związane były badane białka. Możliwe błędy wynikają z, między innymi, niejednorodnej struktury chromatyny: w próbie wynikowej znajdzie się więcej fragmentów z części genomu o otwartej strukturze chromatyny niż zamkniętej. W związku z tym, aby eksperyment był wiarygodny, powinno się przygotować również próbę kontrolną, która pozwoli wziąć pod uwagę błędy powstałe zarówno na etapie immunoprecypitacji, jak i podczas późniejszego sekwencjonowania. Najbardziej wiarygodną próbą kontrolną jest „wejściowe DNA” (input DNA) – próba przygotowywana jest podobnie jak ChIP, zadawana formaldehydem i podlega fragmentacji, ale pomija się stadium immunoprecypitacji. Inną stosowaną próbą kontrolną jest „imitowana ChIP” (mock ChIP), przygotowana podobnie jak właściwa próba ChIP, ale z użyciem nieswoistych przeciwciał oraz gDNA, czyli DNA chromosomowego.

Sekwencjonowanie
Uzyskane w poprzednim kroku oligonukleotydy są poddawane sekwencjonowaniu. Na tym etapie również może dojść do zakłóceń, wynikających z technicznych niedoskonałości sekwencjonowania.

== Dalsza analiza ==
Wynikiem metody jest bardzo duża liczba krótkich odczytów (rzędu kilku–kilkunastu milionów), które należy zmapować na genom referencyjny przy użyciu przystosowanego do tego narzędzia, na przykład bowtie. Zmapowane odczyty nazywa się „tagami”. Ponieważ zarówno procedura ChIP, jak i sekwencjonowanie nie są idealne i skutkują wieloma błędami, potrzebna jest złożona analiza bioinformatyczna, by zdefiniować fragmenty, w których nasycenie tagami można uznać za istotne statystycznie. Analiza składa się z kilku kroków:

ustalenie profilu sygnału. Większość programów stosuje metodę przesuwanego okna (sliding window), polegającą na przechodzeniu przez genom oknem o ustalonej szerokości i zliczaniu występujących w nim tagów. By uniknąć anomalii na brzegach okien, niektóre programy stosują dodatkowo jądrowy estymator gęstości w celu ujednolicenia profilu sygnału.
określenie tła. Jeżeli dostępna jest próba kontrolna, możliwe są dwie metody: bezpośrednia i z użyciem rozkładu prawdopodobieństwa. Metoda bezpośrednia zakłada odjęcie sygnału zaobserwowanego w próbie kontrolnej od sygnału w próbie ChIP, jest jednak niezalecana. Druga metoda zakłada wykorzystanie pewnego rozkładu prawdopodobieństwa do opisania rozkładu tagów na niciach, estymując jego parametry z próby kontrolnej. Najczęściej wykorzystywane rozkłady to rozkład Poissona, lokalny Poissona, warunkowy dwumianowy, t-Studenta oraz ukryte modele Markowa. Jeżeli brak jest próby kontrolnej, tło modeluje się za pomocą jednego z wymienionych wyżej rozkładów prawdopodobieństwa, czasem estymując jego parametry z próby ChIP.
znajdowanie pików istotnych statystycznie i filtrowanie artefaktów. Za pik istotny statystycznie można uznać taki, którego wysokość istotnie różni się od wysokości sygnału w przyjętym rozkładzie tła.
przypisywanie wartości znalezionym pikom. Wartość powinna odzwierciedlać wiarygodność piku, czyli prawdopodobieństwo, że jest to pik istotny statystycznie, nie artefakt wynikły z niedoskonałości metody.
W przypadku sekwencjonowania oligonukleotydów z jednej strony istotnym elementem analizy jest wzięcie pod uwagę specyficznego rozkładu tagów na obu niciach DNA. Ponieważ oligonukleotydy są sekwencjonowane z końca 5′ i często nie są sekwencjonowane w całości, można oczekiwać, że na nici sensowej rozkład tagów będzie nieznacznie przesunięty względem faktycznego rozkładu uzyskanego w wyniku immunoprecypitacji oligonukleotydów w kierunku 5′; podobnie jest w przypadku nici antysensowej. Stąd wiadomo, że rozkład na obu niciach powinien być podobny, ale przesunięty względem siebie. Programy stosują różne podejścia, żeby wykorzystać tę informację: niektóre przed przystąpieniem do analizy przesuwają lub wydłużają wszystkie tagi w kierunku 5′, inne dopiero po znalezieniu potencjalnych pików szukają potencjalnych artefaktów, które mają wyraźnie różny rozkład na obu niciach.
Istnieje wiele dostępnych narzędzi do analizowania danych ChIP-seq.

Narzędzia do analizy
Model-based analysis of ChIP-Seq (MACS) – może korzystać z próby kontrolnej lub wymodelować tło; przesuwa tagi na niciach o połowę podanej przez użytkownika długości odczytu
PeakSeq – wymaga próby kontrolnej; uwzględnia „mapowalność” obszarów genomu
BayesPeak – pakiet do programu Bioconductor; może korzystać z próby kontrolnej lub wymodelować tło
SoleSearch – lepiej działa dla czynników transkrypcyjnych niż histonów; bierze pod uwagę duże delecje i duplikacje w genomie

== Zastosowanie ==
Metoda ChIP-seq znajduje zastosowanie przy badaniu regulacji transkrypcji. Można za jej pomocą znajdować miejsca wiązania czynników transkrypcyjnych oraz specyficzne modyfikacje histonowe. Za pomocą ChIP-seqa tworzy się mapy histonowe i mapy modyfikacji histonowych. Można również wykorzystać tę technikę do porównania wzoru wiązania czynników transkrypcyjnych lub modyfikacji histonowych w komórkach pochodzących różnych tkanek lub poddanych różnym warunkom.

== Przypisy ==


Cybryda

Cybryda – mieszaniec międzygatunkowy, hybryda cytoplazmatyczna. Charakteryzuje się tym, że w eukariotycznej komórce znajduje się jądro z jednego gatunku oraz mitochondria z innego gatunku.
Badania nad cybrydami sugerują wystąpienie związku przyczynowego między mitochondriami a chorobami Alzheimera i Parkinsona.

== Przypisy ==


DArT

DArT (od ang. Diversity Arrays Technology) – technologia sekwencjonowania DNA przy pomocy enzymów restrykcyjnych, używana w biologii molekularnej, genetyce oraz biotechnologii. Daje możliwość genotypowania pojedynczych polimorficznych locus, pozwalając na charakteryzowanie genomu fragment po fragmencie.
Stosuje enzymy restrykcyjne, które dzielą małe, powielone kopie sekwencji w genomie. Detekcja prowadzona jest na macierzach. Rezultatem techniki są dwa typy danych: markery SilcoDArTs, informujące o obecności lub o absencji, oraz SNP (polimorfizmy pojedynczego nukleotydu).

== Historia ==
W 1996 r. zespół Andrzeja Kiliana, ówczesnego dyrektora programu genomiki w australijskiej instytucji badawczej Cambia, opracował koncepcję technologii DArT P/L, z przekonaniem, że dostępne wtedy technologie genotypowania, przeznaczone głównie do badania ludzkiego genomu, nie są uniwersalne. Wcześniejsze technologie nie sprawdzały się zwłaszcza w rolnictwie, pomimo znacznego popytu na badania chorób i rozwój upraw.
Od roku 1998 stały się dostępne nowe, wysokowydajne platformy technologiczne, takie jak system mikromacierzy Genetic Microsystems. W roku 2001, po zweryfikowaniu słuszności koncepcji, Andrzej Kilian i Eric Huttner założyli firmę firma DArT P/L, która otrzymała początkową pomoc od Cambii, funduszu Biotechnology Innovation Fund australijskiego rządu federalnego, i lokalnego rządu Australijskiego Terytorium Stołecznego.
W roku 2002 Cyril Cayla opracował jedno z pierwszych zautomatyzowanych narzędzi do przetwarzania danych z mikromacierzy, DArTsoft. Uzyskane dane zostały dzięki pracy Grzegorza Uszynskiego powiązane z bazą danych DArTdb i Systemem Informacji Laboratoryjnej (LIMS). Następnie zespół rozpoczął wieloletnie analizy pszenicy, jęczmienia, trzciny cukrowej, owsa, chmielu, pszenżyta, eukaliptusa i wielu innych gatunków. W tym czasie rozwijano także nowsze i efektywniejsze oprogramowanie do odczytywania danych.
W 2008 roku kilkuletnia współpraca z NICTA (National ICT Australia) zaowocowała opracowaniem oprogramowania do analizy genetycznej opartego na uczeniu maszynowym. Artykuł opisujący tę technologię został opublikowany w BMC Genetics.
W 2009 roku DArT P/L zainicjował prace nad nową platformą integracji danych, później nazwaną KDDart, we współpracy z departamentami przemysłu podstawowego Nowej Południowej Walii i Queensland. Wstępne wsparcie uzyskano za tę pracę dzięki dotacji Horticulture Australia.
W 2010 DArT P/L otrzymał jedną z pierwszych jednostek sekwencera nowej generacji, Polonator G007, opracowanego wspólnie przez Harvard Medical School i Danaher Motion, i zainicjował prace nad DArTseq, jego genotypowaniem przez platformę sekwencjonowania.
W 2011 DArT P/L uruchomił platformę DArTseq jako regularną usługę dla coraz większej liczby organizmów na sekwencerach Illumina. Na potrzeby tej platformy rozwinięto nowe wersje DArTdb i potoków analitycznych.
W 2017 DArT P/L przekroczył pierwszy milion testów na własnych platformach i ponownie zdołał prawie podwoić objętość testów w porównaniu z poprzednim rokiem. Nowe wersje wszystkich aplikacji KDDart zostały wydane w ciągu roku z nowymi funkcjami. DArT P/L zainicjował współpracę z programem International Agroinformatics Alliance na Uniwersytecie Minnesoty, koncentrując się na rozszerzeniu analizy genotyp × środowisko × uprawa o dodanie wymiaru socjoekonomicznego.

== Procedura ==
Przed rozpoczęciem badań przygotowywane jest genomowe DNA, które będzie tzw. reprezentacyjnym DNA. Następnie genom jest redukowany, w celu ograniczenia jego złożoności; sporządzane są biblioteki genomowe. Kolejnym etapem jest przygotowanie sond i ich hybrydyzacja. Sondy umieszczone na macierzach są znakowane fluorescencyjnie. Ostatnim etapem jest odczyt wyników. „Etap przygotowania reprezentacji genomowej polega na izolacji genomowego DNA. Powielone fragmenty o znanej masie cząsteczkowej są klonowane i powielają sondy na szklanych mikromacierzach DNA. W wyniku reakcji PCR produkty są zatężane i oczyszczane przed etapem znakowania barwnikami. „Tak przygotowane próbki są hybrydyzowane na macierzy z sondami. Płytki po hybrydyzacji są skanowane za pomocą konfokalnego skanera laserowego”. Dalsza analiza danych jest prowadzona z użyciem specjalnego oprogramowania.

== Wady i zalety metody ==
Najbardziej pracochłonną i czasochłonną częścią tej technologii jest opracowanie bibliotek genomowych co jest warunkiem koniecznym w celu uzyskania sond. Najważniejszą zaletą tej techniki jest jej wydajność i ekonomiczność. Dodatkowo nie wymaga informacji o sekwencji do wykrywania miejsc występowania danej cechy. „Pojedyncza reakcja, gdzie wystarczy jedynie od 50 do 100 ng genomowego DNA, może wykryć polimorfizm tysięcy loci w różnorodnych genomach. „Metoda ta daje nam możliwość analizy dużej liczby prób. Metoda ta ma także wysoką powtarzalność i minimalizuje występowanie brakujących danych”.

== Przypisy ==


Doskonalenie szczepów mikroorganizmów

Doskonalenie szczepów mikroorganizmów – zwiększanie u mikroorganizmów wydajności biosyntezy pożądanych produktów i/lub ulepszanie ich własności technologicznych.
Naturalne szczepy mikroorganizmów wytwarzają pożądane metabolity zazwyczaj w niewielkich ilościach i zastosowanie ich w procesach biotechnologicznych, w produkcji przemysłowej jest nieopłacalne. Z tego względu poszukiwane są szczepy o szybkim wzroście i wysokiej aktywności metabolicznej. Oprócz ulepszania szczepów na zwiększenie wydajności wpływa optymalizacja składu pożywki i warunków hodowli. Dzięki tym zabiegom wydajność produkcji penicyliny od czasów Fleminga zwiększyła się co najmniej 20 tys. razy.
Poza zwiększoną wydajnością wytwarzania pożądanego produktu, bierze się pod uwagę następujące aspekty:

możliwość wykorzystania tanich pożywek i zdolność jej efektywnego wykorzystania;
niewytwarzanie niepożądanych produktów ubocznych;
łatwość wyizolowania produktu (np. wytwarzanie pożądanej substancji pozakomórkowo);
tolerancja na wysokie stężenia wytwarzanego produktu gromadzącego się w pożywce;
stabilność cech, odporność na infekcje, zdolność do wzrostu w aparaturze przemysłowej.

== Źródło materiału wyjściowego do doskonalenia szczepów ==
Materiałem wyjściowym do doskonalenia są czyste kultury z kolekcji szczepów o znanej charakterystyce lub szczepy pozyskane ze środowiska naturalnego. W tym drugim przypadku trzeba wykryć i wyizolować spośród bardzo dużej liczby mikroorganizmów te, które spełniają stawiane im wymagania. Poszukiwanie odpowiednich szczepów w środowisku (tzw. screening) składa się z następujących etapów:

wybór miejsca, w którym mogą występować potencjalnie pożądane mikroorganizmy i pobranie próbek;
wstępna obróbka próbek;
namnażanie mikroorganizmów i selekcja czystych kultur;
testowanie przydatności wyizolowanych szczepów do danego procesu.
W hodowli tworzy się warunki korzystne dla wzrostu pożądanego mikroorganizmu. Przykładowo podgrzanie próbek do temperatury powyżej 100 °C daje możliwość wyselekcjonowania bakterii przetrwalnikujących, a stosując etanol jako główne źródło węgla i dobre natlenienie, stwarza się sprzyjające warunki dla bakterii z rodzaju Acetobacter (bakterii kwasu octowego). Warunki takie uniemożliwiają lub utrudniają wzrost innych bakterii, co umożliwia selekcję.
Szczególnie przydatne w biosyntezie metabolitów mogą być auksotrofy, np. z przerwanym łańcuchem syntezy jakiegoś pośredniego metabolitu. W ten sposób osiągnąć można nadprodukcję innego metabolitu pośredniego.

== Metody doskonalenia szczepów ==
Wyróżnia się klasyczne metody ulepszania szczepów, obejmujące mutagenezę, selekcję, hybrydyzację naturalną, fuzję protoplastów, oraz nowoczesne, które wykorzystują techniki inżynierii genetycznej.

=== Mutageneza ===
Metoda polega na wywoływaniu mutacji i selekcji mutantów o polepszonych cechach. Naturalne mutacje (mutacje spontaniczne) zachodzą z częstością 10−4 do 10−11. Częstość mutacji można jednak zwiększyć przez działanie mutagenów na komórki (mutacje indukowane). Zwykle stosowane są analogi zasad azotowych (np. 5-bromouracyl, 2-aminopuryna), związki alkilujące, kwas azotowy(III), hydroksyloamina, barwniki akrydynowe, promieniowanie ultrafioletowe i jonizujące. Najczęściej używa się promieniowania ultrafioletowego o długości fal 254–265 nm ze względu na łatwość użycia, łatwość dozowania dawek, powtarzalność warunków i wysoką częstotliwość mutacji.
Po mutagenezie stosuje się selekcję polegającą na wyodrębnieniu komórek o pożądanych cechach. Przykładowo mutanty odporne na antybiotyki, toksyny czy bakteriofagi można łatwo wyizolować, dodając te czynniki do pożywki. Tylko mutanty na nie odporne będą w stanie przeżyć. W pożywce można stosować różne indykatory, np. wskaźniki pH, jeśli poszukuje się szczepu produkującego kwasy. W przypadku mutantów auksotroficznych posiewa się je na pożywce kompleksowej, a wyrosłe kolonie mikroorganizmów odciska się i ponownie posiewa za pomocą metody „stempla” na pożywkę minimalną oraz dalej na inne pożywki, różniące się obecnością różnych związków odżywczych.
Mutageneza nie działa kierunkowo i pomimo wzmocnienia jakichś pożądanych cech może doprowadzić do utraty innych.

=== Hybrydyzacja ===
W procesie hybrydyzacji naturalnej w wyniku fizycznego kontaktu komórek możliwa jest wymiana odcinków DNA, dzięki czemu powstają rekombinanty. Warunkiem jest jednak bliskie pokrewieństwo filogenetyczne organizmów. Ograniczenia te można jednak ominąć, stosując fuzję protoplastów lub sferoplastów (tzw. hybrydyzacja somatyczna). W procesie tym po usunięciu ściany komórkowej mikroorganizmu stosuje się glikol polietylenowy (PEG) i jony Ca2+ w celu inicjacji procesu fuzji. Początkowo powstaje heterokarion, następnie zachodzi kariogamia, dając jednojądrowe hybrydy – synkariony.

=== Technologie rekombinacji DNA ===
Technologie inżynierii genetycznej umożliwiają w pełni kontrolowaną manipulację materiałem genetycznym mikroorganizmów. Otrzymywane są w ten sposób organizmy transgeniczne, np. bakterie Escherichia coli wytwarzające ludzką insulinę lub interferon. Kolejnym przykładem są modyfikowane genetycznie szczepy tej bakterii produkujące wielokrotnie więcej treoniny w porównaniu ze szczepami niemodyfikowanymi.

== Przypisy ==


Eijkman Institute

Eijkman Institute, pełna nazwa Eijkman Institute for Molecular Biology (indonez. Lembaga Biologi Molekuler Eijkman – LBME) – instytut badawczy w Dżakarcie, stolicy Indonezji. Prowadzi badania z zakresu biologii molekularnej i biotechnologii.
Nazwa instytutu pochodzi od nazwiska pierwszego dyrektora instytutu, laureata Nagrody Nobla w dziedzinie medycyny – Christiaana Eijkmana.

== Przypisy ==

== Linki zewnętrzne ==
Oficjalna strona internetowa (ang. • indonez.)


Eksplantat

Eksplantat – wyodrębniony fragment tkanki lub narządu użyty do zapoczątkowania kultury in vitro.

== Bibliografia ==
MarzenaM. Popielarska MarzenaM., RobertR. Konieczny RobertR., GrzegorzG. Góralski GrzegorzG., Słownik szkolny. Biologia, Kraków: Wydawnictwo Zielona Sowa, 2008, s. 86, ISBN 978-83-7435-692-3 .


Embrioid

Embrioid – kultura tkankowa rozwijająca się in vitro z pojedynczej komórki roślinnej (zarówno z diploidalnego sporofitu, jak i haploidalnego gametofitu). Ten sposób rozmnażania roślin jest szeroko stosowany w rolnictwie (m.in. ogrodnictwie i sadownictwie) oraz gospodarce leśnej.

== Bibliografia ==
Słownik tematyczny. Biologia, cz. 2, Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 2011, s. 36, ISBN 978-83-01-16530-7 .


Ex vivo

Ex vivo (łac. dosłownie „z istoty żywej”, używane w znaczeniu „pozaustrojowo”) – ogólne określenie technik biomedycznych polegających na pobraniu z żywego organizmu narządu, tkanki lub komórek i przeprowadzeniu zabiegu, badań lub doświadczeń poza tym organizmem.
W przypadku transplantacji pobrany materiał biologiczny pozostaje cały czas żywotny (ang. viable) i może zostać umieszczony w organizmie biorcy.

== Zobacz też ==
in vivo
in vitro

== Przypisy ==


FAME

FAME (ang. Fatty Acid Methyl Esters) – estry metylowe kwasów tłuszczowych zarówno roślinnych, jak i zwierzęcych, estry pozyskiwane z oleju rzepakowego są określane jako RME (Rapeseed Methyl Esters), można ponadto wyróżnić estry pozyskiwane z olejów: słonecznikowego (SFME Sun Flower Methyl Esters), czy sojowego (SME Soybean Methyl Ester) oraz wiele innych.
Otrzymywane są w reakcji katalitycznej estryfikacji (transestryfikacji) metanolem tłuszczów zawartych w olejach roślinnych (np. w oleju rzepakowym). FAME są stosowane jako biokomponenty w oleju napędowym (ON) lub jako samodzielne paliwo (tzw. biodiesel).


Hodowla pierwotna

Hodowla pierwotna – hodowla komórek lub tkanek pobranych bezpośrednio z organizmu (nie dotyczy to eksplantów guzów powstałych po wszczepieniu zwierzętom komórek z hodowli). Termin ten odnosi się jedynie do pierwszego pasażu.


IGEM

International Genetically Engineered Machine (iGEM) to odbywający się co roku konkurs z dziedziny biologii syntetycznej organizowany przez MIT adresowany do studentów uczelni wyższych. W konkursie biorą udział drużyny studentów najczęściej złożone z kilku lub kilkunastu osób pod opieką co najmniej jednego pracownika naukowego uczelni. Ponadto w konkursie mogą brać udział uczniowie szkół średnich.

== Zasady konkursu ==
Czas trwania konkursu (w zależności od momentu startu drużyny) wynosi około 6-7 miesięcy. W jego ramach należy wymyślenie i zrealizowanie projektu naukowego związanego z biologią syntetyczną. Każda ze startujących drużyn otrzymuje zestaw sekwencji DNA pochodzący z Registry of Standard Biological Parts, który stanowi podstawę do realizacji opracowanego projektu. Zazwyczaj prace laboratoryjne nad jego realizacją trwają podczas letnich wakacji, chociaż mogą także rozpocząć się wcześniej. Ponadto od uczestników wymagane jest także założenie i regularne uzupełnianie strony internetowej, na której prezentują plan swojego projektu badawczego oraz wprowadzają na bieżąco uzyskiwane wyniki. Finały konkursu odbywają się na MIT. Podczas ich przebiegu każda z drużyn prezentuje plakat z opisem projektu oraz wygłasza kilkunastominutową prezentację ustną

=== Szersze cele konkursu ===
Poza promowaniem aktywności studentów i zachęcaniem ich do twórczego myślenia twórcy konkursu do jego szeroskalowych celów wliczają:

Systematyczny rozwój i promowanie biologii syntetycznej
Zachęcanie do tworzenia uniwersalnych fragmentów DNA przygotowanych we formacie Biobrick
Promowanie swobodnej wymiany informacji naukowej w społeczeństwie

=== Nagrody ===
Każda z drużyn jest oceniania przez grupę sędziów, będących pracownikami naukowymi. W zależności od uzyskanych wyników i spełnienia określonych kryteriów drużyna może zdobyć brązowy, srebrny lub złoty medal. Kryteria wymagane do uzyskania każdego z medali są jawne i dostępne na stronie internetowej konkursu. W przypadku ich niespełnienia zespół nie otrzymuje żadnego medalu. Ponadto ze wszystkich drużyn wyłaniana jest grupa finalistów i zwycięzca konkursu, przyznawane jest także kilka nagród specjalnych, m.in. za najlepszą prezentację i stronę internetową.

== Wyniki konkursu ==

== Linki zewnętrzne ==
iGEM
The BioBricks Foundation
Strona polskiej drużyny startującej w roku 2013

== Przypisy ==


Immunoprecypitacja chromatyny

Immunoprecypitacja chromatyny, ChIP (od ang. chromatin immunoprecipitation) – metoda używana w biologii molekularnej stanowiąca rodzaj immunoprecypitacji, służąca do badania interakcji między białkami a DNA w komórce. Stosuje się ją do stwierdzenia, czy specyficzne białko wiąże się z określonym regionem genomu lub do identyfikacji regionów genomu związanych z tym białkiem. Białkami tymi mogą być podjednostki histonowe (również modyfikowane potranslacyjnie), czynniki transkrypcyjne, czynniki remodelujące chromatynę i inne białka oddziałujące z chromatyną, wpływające na jej upakowanie, a tym samym wypełnianie jej podstawowych funkcji. Wiązanie tych białek z chromatyną reguluje ekspresję genów.
Techniką alternatywną do ChIP jest metoda DamID (ang. DNA adenine methyltransferase identification).

== Etapy immunoprecypitacji chromatyny ==
Proces immunoprecypitacji chromatyny obejmuje:

Sieciowanie (utrwalanie) białek z DNA. Najczęściej stosuje się w tym celu formaldehyd, powodujący łączenie sąsiadujących ze sobą aminowych grup reszt lizyny. Sieciowanie przerywa się przez dodatek glicyny. Warunki sieciowania ustala się empirycznie
Lizę komórek w obecności inhibitorów proteaz.
Fragmentację. Kompleksy DNA-białka przecinane są na fragmenty ok. 400-500 bp za pomocą sonikacji lub enzymatycznego trawienia nukleazami. W przypadku stosowania sonikacji próbkę umieszcza się w lodzie i stosuje kilka-kilkanaście cykli sonikacji z przerwami na ochłodzenie. Na ogół nie stosuje się enzymatycznych metod fragmentacji po stosowania formaldehydu.
Immunoprecypitację. Do pofragmentowanych kompleksów DNA-białka dodaje się specyficzne przeciwciała rozpoznające badane białko. Następnie próbki inkubuje się z kulkami magnetycznymi opłaszczonymi białkami o dużym powinowactwie do przeciwciał (białko A, białko G). Kompleksy przeciwciało-białko-DNA izoluje się za pomocą magnesów.  Inną metodą jest zastosowanie agarozy opłaszczonej tymi białkami.
Oczyszczanie immunoprecypitatów. Likwiduje się wiązania wytworzone przez formaldehyd, usuwa białka (np. z użyciem proteinazy K) oraz oczyszcza DNA do dalszej analizy.
Analizę otrzymanego DNA. W tym celu dla pojedynczych sekwencji stosuje się PCR, ilościowy PCR, techniki hybrydyzacyjne.  Dla większej ilości sekwencji stosuje się mikromacierze (ChIP-chip), klonowanie DNA połączone z sekwencjonowaniem (ChIP cloning) lub bezpośrednie sekwencjonowanie (ChIP-seq).
W badaniu przygotowuje się w ten sam sposób kontrolę negatywną. Może to być DNA przed procesem immunoprecypitacji (tzw. input DNA) lub po immunoprecypitacji, pomijając dodanie przeciwciała lub stosując nieswoiste przeciwciało (tzw. mock DNA). Wiązanie białka do DNA można określić jedynie porównując wynik immunoprecypitacji przeciwciałem swoistym z wynikiem uzyskanym w kontroli negatywnej.

== Typy immunoprecypitacji chromatyny ==
Wyróżnia się dwa główne typy ChIP – cross-linked ChIP (XChIP) i native ChIP (NChIP).

=== Cross-linked ChIP (XChIP) ===
XChiP (ang. cross-linked ChIP)  wykorzystuje odwracalnie sieciowaną (utrwaloną) chromatynę, zwykle fragmentowaną przez sonikację. Stosowana jest głównie w badaniach oddziaływań białek luźno związanych z chromatyną, np. czynników transkrypcyjnych. Może być stosowana we wszystkich typach komórek i tkanek. Jednakże zbyt długa inkubacja z formaldehydem powoduje denaturację białek, maskowanie epitopów i utrudnia sonikację. Może dochodzić do utrwalania przypadkowych oddziaływań białko-DNA, co prowadzi do fałszywie pozytywnego wyniku. Jest najczęściej stosowanym typem immuniprecypitacji chromatyny.

=== Native ChIP (NChIP) ===
NChIP (ang. native ChIP) wykorzystuje nieutrwaloną, natywną chromatynę (brak sieciowania), która trawiona jest nukleazami mikrokokalnymi. Takie trawienie, w przeciwieństwie do sonikacji, nie przecina DNA w sposób przypadkowy, zależna jest ona od sekwencji. Stosowana jest do badań oddziaływań histonów. Metoda jest wydajniejsza od XChIP, ponieważ przeciwciała wykazują większą specyficzność wobec białek natywnych. Jednakże zbyt wysokie stężenie nukleaz może doprowadzić do nadmiernej fragmentacji DNA, możliwe są również rearanżacje nukleosomów.

== Przypisy ==


In silico

In silico (łac. w krzemie) – termin naukowy stosowany w biologii, informujący o tym, że wykonane czynności (badania) zostały przeprowadzone za pomocą komputera. Powstał przez analogię do określeń in vivo i in vitro. Pierwotnie dotyczył jedynie symulacji komputerowych. Typowym przykładem analiz in silico są analizy genomów za pomocą programów komputerowych. Badania tego typu są podstawową metodą badawczą w genomice.

== Zobacz też ==
ex vivo
in situ


In situ

In situ – łaciński zwrot oznaczający w dosłownym tłumaczeniu „w miejscu”, mający różne znaczenia zależnie od kontekstu.

== Archeologia ==
Termin in situ używany jest w odniesieniu do zabytków, które nie zostały przemieszczone z miejsca, w którym zostały odkryte.

== Biologia ==
W biologii eksperymentalnej jest to rodzaj technik badawczych. Termin odnosi się do reakcji chemicznych lub biochemicznych, przeprowadzonych w utrwalonym chemicznie organizmie, bez naruszenia jego struktury. Najczęściej techniki in situ stosowane są w eksperymentalnej embriologii, w postaci hybrydyzacji in situ. Celem takiego doświadczenia jest identyfikacja struktur anatomicznych, w których zachodzi ekspresja określonego genu.

== Budownictwo ==
Badania in situ oznaczają badania wykonane na miejscu w terenie.
Prace in situ oznaczają wykonanie ich na budowie np. wykonanie elementów żelbetowych na miejscu, a nie ich prefabrykacja i późniejszy montaż.

== Chemia ==
W chemii termin ten jest używany w kontekście reakcji chemicznych, w których występuje nietrwały produkt pośredni generowany celowo z trwałego, ale mniej reaktywnego substratu. Produkt pośredni otrzymany in situ ulega natychmiast dalszym procesom, które prowadzą do jego przekształcenia w pożądany produkt końcowy. Bardzo często in situ generowane są rodniki, karbokationy, karboaniony oraz karbeny, które są bardzo reaktywne i nie można ich przechowywać w stanie wolnym.

== Informatyka ==
W informatyce algorytm in situ jest to algorytm, który do wykonania potrzebuje stałej ilości dodatkowej pamięci komputera, niezależnej od rozmiaru danych wejściowych (oprócz pamięci zajmowanej przez dane wejściowe).

== Kanalizacja ==
Rodzaj połączenia poza kinetą studni, wykonywany poprzez nawiercanie.

== Medycyna ==

W medycynie termin używany jest do określania stadium zaawansowania nowotworu. Termin in situ oznacza, że komórki dysplastyczne obecne są na całej grubości nabłonka, lecz nie przekraczają błony podstawnej i nie rozpoczęły inwazji w głąb tkanki, czyli naciekania. Jest to tak zwany rak przedinwazyjny, rak 0°, bądź carcinoma in situ.

== Nauki o Ziemi ==
W naukach o Ziemi wyróżnia się pomiary in situ w odróżnieniu od pomiarów zdalnych (teledetekcyjnych). W pomiarach in situ czujnik umieszczony jest, w miejscu którego dotyczą pomiary. Przykładami pomiarów in situ są:

pomiary temperatury z użyciem klasycznego termometru cieczowego,
pomiary ciśnienia atmosferycznego z użyciem barometru,
pomiary z użyciem radiosond mocowanych do balonów meteorologicznych,
pomiary rozmiarów i koncentracji aerozolu atmosferycznego w powietrzu przepływającym przez czujnik optyczny.

== Ochrona przyrody ==

W ochronie przyrody termin in situ oznacza ochronę gatunku w miejscu jego występowania w środowisku.

== Zobacz też ==
fluorescencyjna hybrydyzacja in situ
in vitro
in vivo
in statu nascendi

== Przypisy ==


In vitro

In vitro (łac. ‘w szkle’) – termin stosowany przy opisywaniu badań biologicznych, oznacza procesy biologiczne przeprowadzane w warunkach laboratoryjnych, poza organizmem.
Przykładem procesu biologicznego odbywającego się in vitro jest odtwarzanie w laboratorium reakcji chemicznych (zwłaszcza syntezy złożonych związków organicznych), normalnie zachodzących w komórkach organizmów lub praca z żywymi komórkami, wyizolowanymi z organizmu macierzystego i umieszczonymi w warunkach laboratoryjnych umożliwiających podtrzymywanie ich życia.

Badania in vitro – prowadzenie badań na żywych, wyizolowanych z organizmu komórkach lub substancjach,
Zapłodnienie in vitro – metoda zapłodnienia polegająca na doprowadzeniu do połączenia komórki jajowej i plemnika w warunkach laboratoryjnych, poza żeńskim układem rozrodczym.
Metoda umożliwiająca hodowlę mięsa zwierzęcego poza organizmem zwierząt (tzw. czystego mięsa).

== Zobacz też ==

in vivo, ex vivo, in situ, in silico
techniki laboratoryjne
eksplantat

== Przypisy ==


In vivo

In vivo (z łac. „na żywym”) – termin stosowany zazwyczaj przy opisywaniu badań biologicznych, odnosi się do czegoś, co ma miejsce wewnątrz żywego organizmu – w ustroju żywym.

== Zobacz też ==

ex vivo
in vitro
in situ
in silico
techniki laboratoryjne

== Przypisy ==


Inżynieria biomateriałów

Inżynieria biomateriałów jest dziedziną nauki interdyscyplinarnej, która sprowadza się do badania i wytwarzania materiałów biozgodnych, implantów, aparatury medycznej i sztucznych narządów. Jej szerokie zastosowanie możemy dostrzec w inżynierii genetycznej, biotechnologii i inżynierii biomedycznej.

Główne obszary badawcze:

biomateriały
protezy, implanty i sztuczne narządy
inżynieria tkankowa i inżynieria genetyczna
metody badań biomateriałów i tkanek


ISAAA

Międzynarodowy Instytut Propagowania Upraw Biotechnologicznych (ang. International Service for the Acquisition of Agri-biotech Applications, ISAAA) to organizacja zajmująca się analizą rynków rolnych i kierująca siecią ośrodków na całym świecie, które przyczynić mają się do zmniejszenia głodu i nędzy propagując uprawy biotechnologiczne. ISAAA założona została w 1992 roku przez Clive Jamesa, aktualnego prezesa organizacji.

== Linki zewnętrzne ==
Strona organizacji ISAAA


Journal of Microbiology and Biotechnology

Journal of Microbiology and Biotechnology (JMB) – międzynarodowe, recenzowane czasopismo naukowe, publikujące w dziedzinie mikrobiologii i biotechnologii.
Czasopismo to wydawane jest od marca 1991 roku przez Korean Society for Microbiology and Biotechnology. Ukazuje się raz w miesiącu. Tematyką obejmuje naukowe i technologiczne aspekty mikrobiologii, biotechnologii, biomedycyny i pokrewnych dziedzin. Publikowane artykuły dotyczą m.in. fizjologii i metabolizmu, ekologii i różnorodności drobnoustrojów, mikrobiologii środowiskowej, mikrobiologii molekularnej i różnych omik, cytologii drobnoustrojów, biologii chemicznej, enzymologii i inżynierii enzymatycznej, technologii fermentacji, hodowli komórek roślinnych i zwierzęcych, inżynierii bioprocesowej i metabolicznej, mikrobiologii i biotechnologii żywności czy mikrobiologii klinicznej
Impact factor pisma w 2014 roku wyniósł 1,525.

== Przypisy ==


Kolostrynina

Kolostrynina Colostrinin (występująca również pod nazwami CLN, proline-rich polypeptides oraz PRP) to naturalnie występująca, uzyskiwana z siary (colostrum), mieszanina bogatych w prolinę polipeptydów. Kolostrynina przeznaczona do spożycia przez ludzi, produkowana jest z siary krów przez brytyjską spółkę ReGen Therapeutics Plc oraz przez polską spółkę Geo-Poland.

== Pierwsze prace na temat kolostryniny ==
Kolostrynina została odkryta w latach siedemdziesiątych dwudziestego wieku przez naukowców pracujących w Instytucie Immunologii Terapii Doświadczalnej PAN we Wrocławiu. Kolostryninę uzyskuje się z siary, wydzieliny gruczołów mlecznych w trakcie kilku pierwszych dni po porodzie przed rozpoczęciem produkcji mleka właściwego. Substancja ta znana jest również jako „bogaty w prolinę kompleks polipeptydów” (proline-rich polypeptides) ze względu na fakt, że analiza sekwencji peptydów obecnych w mieszaninie ujawnia niezwykle wysoki udział pozostałości tego aminokwasu. Skład kolostryniny pochodzącej z siary mleka ludzkiego, mleka owiec i krów jest bardzo do siebie zbliżony. Początkowo, w wyniku badań in-vitro i badań na zwierzętach, stwierdzono, że kolostrynina jest substancją stymulującą odpowiedź immunologiczną organizmu. Takie działanie immunomodulacyjne może być ważne w leczeniu wielu chorób, jako że jest ono zbieżne z dobroczynnym działaniem siary wspomagającym rozwój systemu immunologicznego nowo narodzonych ssaków.

== Otrzymywanie i synteza ==
Przemysłowe otrzymywanie kolostryniny jest w zasadzie dwuetapowe. W pierwszym są wytrącane z siary za pomocą alkoholi niepotrzebne białka, głównie kazeina i immunoglobuliny z równoczesną dysocjacją peptydów aktywnych od immunoglobulin, z którymi występują w kompleksie. W drugim etapie z otrzymanego płynu, w określonym pH, wytrąca się aktywne białka prostym sposobem wysalania. Osad po pozbyciu się soli stanowi czystą kolostryninę.
Chemiczny skład kolostryniny nie został w pełni określony. Początkowo, zakładano, że składa się ona z pojedynczego białka o ciężarze cząsteczkowym ok. 17 – 18 kDa. Jednak następne badania wykazały, że kolostrynina w zasadniczym zakresie składa się z mieszaniny co najmniej 32 peptydów o ciężarze od 0,5 do 3 kDa. Wydaje się, że większość peptydów pochodzi z procesów proteolizy białek mleka β-kazeiny oraz homologu β-kazeiny. Nie ustalono czy niepeptydowe składniki mieszaniny przyczyniają się do biologicznej aktywności kolostryniny. Tym niemniej, wydaje się, że biologiczna aktywność kolostryniny wynika z więcej niż jednego składnika, ponieważ efektów jej działania nie udaje się w pełni odtworzyć przy użyciu żadnego z do tej pory badanych peptydów.

== Korzyści zdrowotne ==
Preparaty z siary bydlęcej bogate w PRP wykazały potencjalną skuteczność w walce z szeregiem chorób, w tym z chorobami neurodegeneracyjnymi (np. chorobą Alzheimera), zakażeniami wirusowymi i chorobami charakteryzującymi się zbyt gwałtowną reakcją systemu immunologicznego, takimi jak alergie, astma i choroby autoimmunologiczne. Niektóre niedawno przeprowadzone badania wskazują na potencjalną skuteczność w zwalczaniu otyłości. Zupełnie dobrze udokumentowano potencjał kolostryniny jako środka poprawiającego sprawność umysłu.
Przeprowadzono poważne badania nad potencjalną skutecznością kolostryniny w chorobie Alzheimera, najczęściej występującej chorobie otępiennej. W chorobie tej pojawiają się blaszki starcze, zbudowane głównie z zagregowanego beta-amyloidu (Aß) oraz wewnątrzkomórkowe splątki neurofibrylarne zawierające cytoszkieletalne białko tau.
W 2002 roku zakończono ponad 30-tygodniowe badanie kliniczne kolostryniny z grupą kontrolną otrzymującą placebo. W badaniu wzięło udział 105 osób cierpiących na chorobę Alzheimera, a wyniki wydają się wskazywać na skuteczność substancji u znaczącej części leczonych pacjentów. Przy zastosowaniu analizy odpowiedzi ogółem wyniki wykazują, że u ok. 40% pacjentów otrzymujących kolostryninę po 15 tygodniach terapii wystąpiła stabilizacja lub poprawa. Po 30 tygodniach leczenia u 33% pacjentów nadal występowała stabilizacja lub poprawa, aczkolwiek w 15 tygodniu badania wyniki terapeutyczny byłe nieco lepsze. W trakcie badania pacjentom podawano co drugi dzień przez trzy tygodnie 100 mikrogramów kolostryniny, następnie następowała dwutygodniowa przerwa w podawaniu kolostryniny.
Niedawne badanie przeprowadzone przez Froud i in., a opublikowane w Journal of Alzheimer’s Disease, wykazało, że kolostrynina znacząco obniża wywołaną przez beta amyloid (Aß) cytotoksyczność, łagodzi skutki wywołanej przez beta amyloid (Aß) cytotoksyczności oraz powoduje znaczące obniżenie podwyższonego poziomu enzymu antyoksydacyjnego SOD1.
Zakończone w 2005 roku badanie in-vitro wykazało, że kolostrynina może wydłużać okres życia komórek wyizolowanych z wsobnie hodowanych myszy wykazujących skłonności do szybszego starzenia się i przedwczesnej śmierci. Badanie to wykazało wpływ kolostryniny na mitochondrie komórek wyizolowanych ze szczepów myszy wrażliwych na szkodliwe czynniki zewnętrzne (SAMP1) oraz myszy odpornych na szkodliwe czynniki zewnętrzne (SAMR1). Zgodnie z uzyskanymi danymi, komórki myszy SAMP1 wytwarzają większe ilości reaktywnych form tlenu (ROS), wykazują zaburzenia funkcjonowania mitochondriów i krótszy okres życia w porównaniu z komórkami pochodzącymi z myszy SAMR1. Dodanie do komórek SAMP1 kolostryniny znacząco obniżyło poziom reaktywnych form tlenu (ROS), znormalizowało funkcjonowanie mitochondriów i wydłużyło okres życia do zbliżonego do okresu życia komórek SAMR1. Następnie, działanie zaobserwowane w badaniu in-vitro zauważono również u myszy.
Kolejne badanie wykazało, że kolostrynina wywołuje odrost neurytów komórek guza chromochłonnego i hamuje wywołaną przez beta amyloid apoptozę. Wywołany kolostryniną odrost neurytów wydaje się aktywować ścieżki sygnałowe wspólne dla proliferacji i różnicowania komórek, oraz mediuje szerokie spektrum aktywności, podobnie jak hormony i znane czynniki wzrostu nerwów. Powyższe ustalenia zdają się sugerować, że leczenie kolostryniną może kontrolować ekspresję genów biorących udział we wzroście, zachowaniu i regeneracji neuronów ośrodkowego układu nerwowego, co może z kolei wyjaśniać polepszenie stanu zdrowia chorych na chorobę Alzheimera z łagodnym – do umiarkowanego otępieniem, obserwowane w trakcie leczenia kolostryniną.
Kolejne badanie przeprowadzone na jednodniowych kurczakach wykazało poprawę pamięci długoterminowej. Badanie przeprowadzone na Wydziale Medycznym University of Texas i opublikowane w marcu 2008 roku na łamach International Archives of Allergy and Immunology wykazało, że kolostrynina nie wykazuje działania alergizującego i może zapobiegać alergicznym stanom zapalnym, wywołanym przez pospolite alergeny występujące w domu i na dworze. W badaniu tym wykorzystano dobrze zbadany model alergicznego zapalenia przy ekspozycji oddechowej u myszy. Kolostrynina (podawana doustnie, przez nos, śródotrzewnowo) znacząco obniżyła produkcję IgE/IgG1, eozynofilię dróg oddechowych, produkcję mucyny i nadwrażliwość wywołaną alergogennymi ekstraktami z pyłków ambrozji i roztoczy kurzu domowego. W przeciwieństwie do kolostryniny siara wywoływała reakcje alergiczne.

== Potencjalne zapobieganie starzeniu ==
Badanie z 2006 roku opublikowane na łamach Journal of Experimental Therapeutics and Oncology wskazuje, że kolostrynina może mieć wpływ na proces starzenia – poprzez obniżenie częstotliwości samoistnych i indukowanych mutacji DNA komórek. Takie zmiany DNA związane są z procesem starzenia. Badanie przeprowadzone na komórkach ludzkich i komórkach chomików, poświęcone było wpływowi kolostryniny na częstotliwość określonych mutacji DNA występujących samoistnie i pod wpływem różnorodnych czynników chemicznych i fizycznych. W komórkach poddanych stresowi oksydacyjnemu, kolostrynina obniżyła częstotliwość mutacji wywołanych przez reaktywne formy tlenu (ROS), zależnie od dawki kolostryniny, prawie do poziomu tła. W podobny sposób kolostrynina obniżyła częstotliwość mutacji spowodowanych dwoma czynnikami mutagennymi – metanosulfonianem metylu i mitomycyną (ten ostatni związek stosowany jest w chemioterapii nowotworów). Warty odnotowania jest fakt, że kolostrynina obniża częstotliwość mutacji wywołanych promieniami UVA i UVB. Te szkodliwe promienie zawarte są w naturalnym świetle słonecznym. Promienie UVA odgrywają rolę w powstawaniu złośliwego czerniaka, a promienie UVB są główną przyczyną kolczystokomórkowego raka skóry. Istnieją przypuszczenia, że kolostrynina wykazuje działanie zwalczające mutacje, dzięki wielu mechanizmom, redukując ilość reaktywnych form tlenu wewnątrz komórek, zapobiegając uszkodzeniom DNA, a także zwiększając skuteczność naturalnych mechanizmów naprawy DNA.

== Toksyczność ==
W większości opublikowanych badań na zwierzętach występuje niewiele wzmianek na temat toksyczności, co może oznaczać, że kolostrynina wykazuje niską toksyczność. Zasadniczo, w badaniach klinicznych kuracja kolostryniną była dobrze tolerowana zarówno u ludzi, jak i u zwierząt ewentualnie występujące skutki uboczne były łagodne i przemijające.

== Stosowanie przez ludzi ==
Kolostrynina jest dostępna w formie tabletek lub kapsułek w wielu krajach świata, w których jest sprzedawana bez recepty jako suplement diety, pod różnymi nazwami handlowymi np. CogniSure, Colostrinin, Cognase.

== Profilaktyka ==
Jak dotąd jest to jedyny na świecie preparat, który można podawać także profilaktycznie, najlepiej osobom po 50. roku życia: hamuje odkładanie się złogów amyloidowych, które powodują zaburzenia pamięci i osobowości – mówi prof. Antoni Polanowski, biochemik z Uniwersytetu Wrocławskiego, jeden z twórców przemysłowej metody otrzymywania kolostryniny.

== Przypisy ==


Kompostownia

Kompostownia – obiekt przemysłowy zajmujący się przeróbką odpadów z wykorzystaniem technologii kompostowania, w wyniku której powstaje kompost.
Odpadami są: odpady z gospodarstw rolnych i ogrodniczych, nieprodukcyjna roślinność (zadrzewienia, zakrzaczenia, zarośla), odpady przetwórstwa rolno-spożywczego, odpady przetwórstwa włókien naturalnych, zdyskwalifikowane surowce i produkty biologicznego pochodzenia, biologiczne odpady gromadzone selektywnie w miastach, osady z biologicznego oczyszczania ścieków oraz zieleni miejskiej, rekreacyjnej i przemysłowej.
Kompostowanie polega na częściowej humifikacji i mineralizacji biomasy skupionej w tym celu na powierzchni ziemi lub w pojemnikach, zwanych bioreaktorami. Wyprodukowany w kompostowni kompost, o równorzędnym z obornikiem działaniu nawozowym, może być stosowany do poprawy właściwości gleby, a także do utrzymania terenów zielonych i rekultywacji gruntów bezglebowych.
Zwykle w procesie technologicznym wykorzystuje się następujące urządzenia:

wagę,
sortownię,
komory kompostowe,
sita,
prasę.

== Zobacz też ==
kompostownik


Konfluencja (biologia)

Konfluencja – miara liczby komórek w kulturach komórkowych. Wyrażona jest jako procent powierzchni naczynia hodowlanego zajętego przez komórki. Przykładowo stuprocentowa konfluencja oznacza, że komórki zajęły całą dostępną im przestrzeń i nie mają już miejsca na dalszy wzrost.

	Przykładowa konfluencja komórek linii Snu449


Ksenobot

Ksenobot (ang. xenobot) – syntetycznie stworzony organizm, który składa się z komórek skóry i mięśnia sercowego żab w stadium blastuli. Ich rozmiar nie przekracza jednego milimetra. Jego nazwa pochodzi od platany szponiastej (łac. Xenopus laevis).

== Historia ==
Pierwsze informacje o ksenobotach pojawiły się na początku roku 2020. Projekt ten został sfinansowany przez Defense Advanced Research Projects Agency. Ksenoboty zostały stworzone w Stanach Zjednoczonych na Uniwersytecie Tufts. W ich stworzeniu uczestniczyli naukowcy: Douglas Blackiston, Sam Kriegman, Michael Levin i Josh Bongard.
Stwierdzono pierwsze przypadki samoczynnej replikacji.

== Możliwe zastosowania ==
Jako możliwe zastosowania podaje się:

zbieranie mikroplastiku z oceanów;
rozprowadzanie lekarstw w ludzkim organizmie;
usuwanie toksycznych odpadów;
usuwanie płytki nazębnej;
oczyszczanie naczyń krwionośnych ze złogów.

== Przypisy ==


Kultura komórkowa

Kultura komórkowa, hodowla komórkowa – hodowla komórek prowadzona in vitro w ściśle określonych warunkach.
W praktyce termin „kultura komórkowa” odnosi się do hodowli komórek pozyskanych z wielokomórkowych eukariotów, zwłaszcza komórek zwierzęcych. Można jednak wyróżnić również kultury komórek roślinnych, mikroorganizmów czy hodowle wirusów (w komórkach).
Zagadnienia związane z kulturami komórkowymi są ściśle związane z:

kulturami tkankowymi – hodowla całych tkanek, na przykład naskórka
hodowlami narządowymi – hodowle trójwymiarowe tkanek
kokulturami organotypowymi – hodowla komórek kilku linii w celu konstrukcji modeli komórkowych wykazujących jak najwięcej właściwości narządu, z których zostały wyprowadzone.

== Specyfika kultur in vitro ==
Kultury pozyskane bezpośrednio z organizmu nazywa się „kulturami pierwotnymi”. Po rozcieńczeniu i przeniesieniu do naczyń hodowlanych (pasażowaniu) stają się linią komórkową. Zwykle po trzecim pasażu linia komórkowa staje się stabilna, tzn. komórki mają określone tempo namnażania. Przy wyprowadzaniu linii dokonuje się selekcji poszczególnych typów komórek, a nawet ich klonów. Linie komórkowe, które zawierają jeden fenotyp nazywa się czystymi liniami komórkowymi. Jeśli pochodzą z pojedynczej komórki, nazywa się je klonalnymi liniami komórkowymi. Najprostszą metodą pozyskiwania takich linii jest rozcieńczanie inokulum w taki sposób, aby do naczyń hodowlanych wprowadzić pojedyncze komórki.
Normalne, diploidalne linie komórkowe mogą wydać ograniczoną liczbę pokoleń (ograniczony okres przeżywania), zatem możliwa jest tylko określona liczba pasaży; zazwyczaj osiągają 20–80 podwojeń populacji. Linie wyprowadzone z komórek zarodków i komórek macierzystych żyją dłużej niż te pozyskane od dorosłego osobnika. Po pewnym czasie komórki obumierają lub ulegają transformacji (co wiąże się z aberracjami chromosomowymi), rosnąc jako linie nieśmiertelne. Są to tzw. linie ciągłe (zdolne do nieograniczonych podziałów), do których należą komórki nowotworowe). Najczęściej transformacja zdrowych komórek zachodzi w wyniku zbyt dużego zagęszczenia hodowli, ale wiele typów komórek wcale nie transformuje się w linie ciągłe.
Nieśmiertelne komórki – limfocyty B uzyskane z mysiej śledziony immunizowanej określonym antygenem – można uzyskać przez fuzję z komórkami nowotworowymi szpiczaka. W ten sposób wytwarza się przeciwciała monoklonalne.
Linie komórkowe mogą rosnąć jako:

kultury adherentne – komórki przylegają do powierzchni naczynia hodowlanego i namnażają się w monowarstwie. Wymagają pasażowania, kiedy hodowla staje się konfluentna, tzn. komórki pokrywają całą powierzchnię naczynia i w coraz większym zagęszczeniu występują zawieszone w pożywce. Podczas pasażowania wiąże się jony wapnia i magnezu (np. przez EDTA), które uczestniczą w wiązaniu się komórek do podłoża oraz trawi się białka, dzięki którym komórki są przyczepione do podłoża. Stosuje się w tym celu trypsynę przez krótki czas. Dodanie pożywki zawierającej inhibitor trypsyny przerywa jej działanie. Po liczeniu komórek rozdziela się zawiesinę do naczyń hodowlanych ze świeżą pożywką w odpowiedniej ilości. Początkowo okrągłe komórki znów rozpłaszczają się i przyczepiają do podłoża. Do komórek adherentnych należy większość komórek zwierzęcych.
kultury w zawiesine – komórki rosną wolno zawieszone w medium. Kultury takie miesza się przez pipetowanie i odpowiednią ilość pożywki z zawieszonymi komórkami rozcieńcza się w świeżej pożywce. Aby pozbyć się zużytej pożywki, należy odwirować komórki. Po usunięciu supernatantu komórki zawiesza się w świeżej pożywce. Do komórek rosnących w zawiesinie należą komórki hemopoetyczne.
Komórki hodowane w jednej warstwie są pozbawione przestrzennej struktury, brak jest specyficznych interakcji komórek, które spotyka się w organizmach. Rosnąc w monokulturze, nie mają kontaktu z różnymi bodźcami, które są generowane przez złożone środowiska tkanek i narządów. Komórki hodowane jako polimorficzna zawiesina lub w kokulturze (2 i więcej różnych typów komórek) często organizują się podobnie jak w warunkach in vivo. W przypadku dłuższych hodowli, ostatecznie przeżywają tylko 1–2 typy komórek, przez co zanika wiele interakcji.
Metabolizm komórek in vitro zachodzi głównie na drodze glikolizy, a rola cyklu Krebsa jest mniejsza.
Ponadto można wyróżnić:

hodowle na mikronośnikach – komórki rosną na kulkach dekstranowych, żelatynowych, szklanych lub plastikowych, dzięki czemu osiąga się bardzo dużą powierzchnię wzrostu w małej objętości pożywki;
sferyczne agregaty komórkowe (sferoidy) – komórki rosną w skupiskach w warunkach uniemożliwiających przyczepienie się ich do podłoża (np. hodowle rotacyjne, hodowle na podłożu nieadhezyjnym). Sferoid nie stanowi kolonii, bo nie powstaje przez podział pojedynczej komórki.

== Warunki hodowli ==
W hodowli komórek stosuje się inkubatory CO2, w których kontrolowana jest temperatura, stężenie CO2 i wilgotność. Zazwyczaj stężenie CO2 wewnątrz komory inkubatora wynosi 5%. Dla komórek ssaków optymalną temperaturą wzrostu jest 37 °C, ale ze względu na to, że wyższa temperatura jest bardzo szkodliwa, dla bezpieczeństwa ustawia się temperaturę ok. 36,5 °C. Komórki skóry i jąder hoduje się w nieco niższym zakresie temperatur (34–36 °C). Komórki ptaków najlepiej rosną w temperaturze ok. 39 °C. Komórki zwierząt zmiennocieplnych hodowane są w temperaturze pokojowej lub w inkubatorach chłodzonych wodą. Stałą wilgotność zapewnia taca na dnie inkubatora wypełniona dejonizowaną, jałową wodą z dodatkiem substancji hamujących rozwój mikroorganizmów takich jak grzyby czy glony. Praca z komórkami odbywa się w komorze laminarnej, aby zapobiec zakażeniom.
Zazwyczaj jako naczynia hodowlane używa się używa się naczyń płaskodennych, najczęściej plastikowych o powierzchni 25, 75, 175 lub 225 cm2.
Hodowla komórek in vitro pozwala na ścisłą kontrolę warunków środowiska, możliwość bezpośredniego eksperymentowania na komórkach, powtarzalność wyników hodowli, a koszt badań in vitro jest znacznie niższy niż tych przeprowadzanych na zwierzętach. Jednak systemy te mają również ograniczenia, m.in. konieczność zapewnienia ściśle sterylnych warunków (zakażające bakterie, drożdże, grzyby namnażają się w szybszym tempie), znacznie uproszczenie modeli komórkowych w porównaniu z tymi in vivo, duże koszty w przypadku masowego namnażania komórek oraz niestabilność genetyczna.
Pożywki hodowlane można podzielić na:

naturalne – dziś rzadziej stosowane, bo ich skład nie jest do końca znany; są to przykładowo limfa, osocze krwi, wyciąg zarodkowy, surowica.
sztuczne – o określonym składzie chemicznym.
Do podstawowych pożywek do hodowli komórek zalicza się RPMI, Iscoves, Dulbecos. Najważniejszymi ich składnikami są węglowodany jako źródło energii (glukoza, fruktoza, galaktoza), aminokwasy (zwłaszcza te, których komórka nie jest w stanie  wyprodukować), witaminy (zwłaszcza z grupy B), hormony i czynniki wzrostu, białka i peptydy (np. fibronektyna, albumina, transferryna), kwasy tłuszczowe, lipidy i cholesterol, mikroelementy. Często stosuje się również antybiotyki oraz środki przeciw mykoplazmie.
Bydlęca surowica płodowa zawiera substancje zwiększające przeżywalność oraz wzrost niemal wszystkich rodzajów komórek, m.in. czynniki wzrostu, hormony, czynniki adhezyjne (poprawiają przyleganie komórek, np. fibronektyna, laminina, kolageny), białka nośnikowe (albuminy, transferyna, gamma-globuliny), inhibitory proteaz. Poza tym surowica neutralizuje toksyczne substancje (np. metale ciężkie, proteazy, endotoksyny), zapobiega zmianom środowiska (np. zmianie pH). Opracowuje się również pożywki bez surowicy, na których jeszcze do niedawna komórki rozwijały się słabo lub wcale nie wykazywały wzrostu. Na takich pożywkach wzrost komórek jest wolniejszy i uzyskuje się mniej generacji komórek.
Stosowanie surowicy ma pewne wady:

może ona być źródłem zakażenia mykoplazmą lub wirusami, może zawierać toksyczne substancje
może wprowadzać obce białka, z których trzeba potem oczyszczać produkty z hodowli komórek (np. przy produkcji biofarmaceutyków)
różne serie mogą zawierać różne stężenia składników
może zawierać swoiste przeciwciała
jej składniki mogą oddziaływać w różny sposób na różne komórki.
W celu masowego namnażania komórek stosuje się bioreaktory z mieszaniem mechanicznym bądź pneumatycznym. W taki sposób można również hodować komórki rosnące na mikronośnikach.

== Zastosowanie kultur in vitro ==
Hodowle komórkowe stosuje się m.in. do następujących celów:

badanie biologii komórek, ich różnicowania się, genomów
produkcja szczepionek
produkcja przeciwciał monoklonalnych
produkcja enzymów, innych związków organicznych
badania toksykologiczne, dermatologiczne, medyczne (np. badanie działania leków)
hodowla wirusów
analiza kariotypu
terapia genowa.

== Zobacz też ==
kultura mikroorganizmów
roślinne kultury in vitro

== Przypisy ==

== Bibliografia ==
Stanisława Stokłosowa: Hodowla komórek i tkanek. Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 2006. ISBN 978-83-01-14232-2.