Was ist ein Biotech-Unternehmen und was macht es?
Die Biotechnologie prägt unsere Entwicklung seit den Anfängen der Zivilisation. Aber was ist Biotechnologie und was macht ein Biotechnologieunternehmen? In diesem Artikel gehen wir diesen Fragen im Detail nach.
Biotechnologieunternehmen, oft auch als Biotech-Unternehmen bezeichnet, nutzen zelluläre und biomolekulare Prozesse, um Produkte und Technologien zu entwickeln, die unser Leben und die Gesundheit unseres Planeten verbessern.
Der Begriff„Biotechnologie“wurde erstmals 1919 von Karl Erkey, einem ungarischen Ingenieur, geprägt. Die Praxis der Biotechnologie hat jedoch eine Geschichte, die fast so alt ist wie die Zivilisation selbst.
Was macht ein Biotechnologieunternehmen?
In der Regel produzieren Biotech-Unternehmen Medikamente. Viele der größten Unternehmen bieten ihre Dienstleistungen jedoch auch für andere Branchen an, darunter:
- Landwirtschaft
- Pflanzen- und Tierzucht
- Industrietechnik
- Umweltwissenschaften
- Forensische Untersuchungen
Unternehmen in diesem Bereich verfügen über ein umfassendes Verständnis der inneren Funktionsweise von DNA und biologischen Funktionen, insbesondere darüber, wie Organismen miteinander interagieren und aufeinander reagieren, wie sich DNA-Strukturen in ihren frühen Stadien bilden und entwickeln und wie diese Prozesse zum Nutzen des Menschen eingesetzt werden können.
Die Nutzung biologischer Materie auf mikroskopischer Ebene mag wie ein Produkt der modernen Wissenschaft klingen, doch Menschen wenden diese Methoden schon seit Jahrtausenden an – ohne wirklich zu verstehen, was sie da eigentlich tun.
Ein Beispiel hierfür ist die Herstellung von Alkohol, bei der Hefe zu Gerste und Wasser hinzugefügt wird , um Bier herzustellen.
Lassen Sie uns diese Methode genauer betrachten und die biologischen Prozesse untersuchen, die bei jedem Schritt ablaufen.
1. Wasser und Gerste werden miteinander vermischt und zu einer zuckerhaltigen Flüssigkeit namens „Würze“ vermengt.
Gerste enthält Spuren von Zucker, etwa 0,8 g. Wenn sie mit Wasser vermischt und zerstoßen wird, wird der Zucker freigesetzt und es entsteht eine Würze.
2. Der Mischung wird Hefe hinzugefügt, die mit den Zuckern in der Würze reagiert und Alkohol bildet.
Hefen sind einzellige Organismen aus der Familie der Pilze, die Zucker verzehren, sobald sie mit ihm in Kontakt kommen. Bei diesem Stoffwechselprozess entstehen Abfallprodukte in Form von Alkohol und Kohlendioxid, die beide für die Bierherstellung benötigt werden.
Derzeit gibt es keine bekannte Methode, Zucker ohne den Einsatz von Hefe in Alkohol umzuwandeln.
3. Hopfen, die Blüte der Humulus lupulus-Pflanze, wird anschließend hinzugefügt, um dem Bier seinen charakteristischen Geschmack zu verleihen. Außerdem überträgt Hopfen während des Gärungsprozesses seine antibakteriellen Eigenschaften auf das Bier.
Hopfen enthält hohe Konzentrationen an Alpha- und Betasäuren, die das Wachstum grampositiver Bakterien hemmen. In diesem Beispiel finden mindestens drei bemerkenswerte biologische Prozesse statt, die auf menschliches Eingreifen zurückzuführen sind. Ein weiteres Beispiel ist die Tierzucht, bei der Tiere aufgrund wünschenswerter genetischer Merkmale ausgewählt werden, um sich fortzupflanzen und die Merkmale ihrer Eltern an ihre Nachkommen weiterzugeben.
Diese Prinzipien bilden die Grundlage der Biotechnologie. Organismen werden miteinander kombiniert, verändert oder ergänzt, um Veränderungen zu fördern, die in der Natur sonst nicht auftreten würden.
Die Nebenprodukte dieser Prozesse, in der Regel Bakterien oder Enzyme, sind im Allgemeinen das, was Biotechnologieunternehmen zu gewinnen versuchen. Diese Nebenprodukte werden dann für die Verwendung in Medizin, Pflanzennahrung, Pestiziden, Biokraftstoffen usw. wiederverwendet.
Was war das weltweit erste Biotechnologieunternehmen?
Genentech wurde 1976 gegründet und gilt als das weltweit erste Biotechnologieunternehmen.
Das Unternehmen hat seit seiner Gründung bedeutende Innovationen in der Welt der Biotechnologie hervorgebracht, insbesondere 1977 nach der erfolgreichen Herstellung des Hormons Somatostatin und 1982 mit der erfolgreichen Synthese von Humaninsulin – bekannt als Humulin.
Was ist das größte Biotechnologieunternehmen der Welt?
Johnson & Johnson wurde 1885 gegründet und ist das weltweit größte Biotechnologieunternehmen.
Das Unternehmen wurde ursprünglich gegründet, um gebrauchsfertige sterile chirurgische Produkte, Wundverbände, Haushaltsprodukte und medizinische Leitfäden zu entwickeln und zu vertreiben. Seitdem hat es sich zu einem multinationalen Konzern und einem der wertvollsten Unternehmen der Welt entwickelt.
Das Patentportfolio von Johnson & Johnson ist global und umfasst mehr als 200.000 Patente (einschließlich Tochtergesellschaften). Die Patente des Unternehmens werden weit über dem Branchendurchschnitt bewertet, wie unten dargestellt.
Seit 2022 ist Johnson & Johnson eines von nur zwei Unternehmen mit einem AAA-Prime-Rating – höher als das der US-Regierung.
Was ist der Unterschied zwischen Biotechnologie und Pharmazie?
Sowohl Biotechnologie- als auch Pharmaunternehmen stellen Medikamente her.
Biotechnologieunternehmen entwickeln ihre Produkte jedoch aus lebenden Organismen, während Pharmaunternehmen chemische Prozesse nutzen, um das benötigte Produkt zu synthetisieren.
Das bekannteste Beispiel für ein Biotech-Produkt ist Humira, ein monoklonaler Antikörper, der zur Behandlung einer Reihe von Erkrankungen eingesetzt wird, darunter rheumatoide Arthritis und Morbus Crohn.
Derzeit wird Humira für andere Indikationen untersucht und getestet, wie unten dargestellt.
Humira, auch bekannt als Adalimumab, wurde unter Verwendung von Phagen-Display entwickelt – der Untersuchung von Protein- und DNA-Wechselwirkungen unter Verwendung von Bakteriophagen (Viren, die Bakterien infizieren).
Welche Arten von Biotechnologie gibt es?
1. Medizinisch
Medizinische Biotechnologie bezeichnet die Verwendung lebender Zellen und lebenden Materials zur Erforschung und Herstellung von Medikamenten, Impfstoffen, Behandlungsmethoden usw.
Es kann uns auch dabei helfen, zu verstehen, wie bestimmte Krankheiten sich in einem lebenden Organismus entwickeln und anpassen, beispielsweise wie sich Krebszellen vermehren.
Im Gesundheitswesen sind einige der wichtigsten Bereiche der Biotechnologie oben aufgeführt. Enzymhemmer, also Moleküle, die sich an ein Enzym binden und dessen Aktivität blockieren (wie Aspirin), stehen derzeit an erster Stelle.
2. Landwirtschaft
Die Agrarbiotechnologie befasst sich in der Regel mit der Wissenschaft der Veränderung von Nutzpflanzen oder Nutztieren, beispielsweise durch Gentechnik oder Kreuzung von Nutzpflanzen, um deren Ertrag, Geschmacksmerkmale, optische Eigenschaften oder Lebensdauer zu verbessern.
Viele Nutzpflanzen werden durch Bestrahlung verändert, um eine Mutation innerhalb der Pflanze zu erzeugen. DNA-Mutationen können in allen lebenden Organismen zufällig auftreten, ihre Auswirkungen sind jedoch nicht immer vorhersehbar.
Bei der Pflanzenmutation werden Hunderte (manchmal Tausende) von Pflanzen genetischen Veränderungen unterzogen, um zufällige Effekte zu erzielen. Die Nachkommen dieser Mutationen werden dann anhand wünschenswerter Merkmale ausgewählt und bestäubt, um diese genetische Veränderung zu festigen.
3. Tierzucht
Die Tierzucht ist das älteste bekannte Beispiel für Biotechnologie. Die Prinzipien der Züchtung sind relativ einfach, doch es dauerte Tausende von Jahren, bis die Menschen wirklich verstanden, was während dieses Prozesses geschah.
Ein typisches Beispiel ist die Züchtung von Wachhunden, die wahrscheinlich der erste Grund war, warum Menschen sich mit Biotechnologie befassten.
Die wünschenswerten Eigenschaften eines Wachhundes sind:
- Größe
- Temperament
- Gehorsam
- Allgemeiner Gesundheitszustand
Um diese Eigenschaften in nachfolgenden Generationen zu fördern, kreuzten Menschen zwei Hunde mit diesen wünschenswerten Merkmalen, um die Nachkommen zu verbessern. Dieser Zuchtprozess bewahrte nicht nur die wünschenswerten Merkmale, sondern verbesserte auch zukünftige Generationen durch Evolution.
Die Feinheiten dieses Prozesses wurden erst im20. Jahrhundert vollständig erkannt. Unabhängig davon ermöglichten die greifbaren Auswirkungen der Züchtung den Menschen, von diesem unglaublichen Mechanismus der Natur zu profitieren, ohne ihn vollständig zu verstehen.
Oben sind aktuelle Themen im Bereich der Tierzucht aufgeführt. Die Themen mit der höchsten durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR), wie genomweite Assoziationen, Antibiotika und Zebu, sind möglicherweise die vielversprechendsten Technologien. Die Themen mit den meisten Veröffentlichungen, wie anhand der Knotengröße erkennbar (effektive Populationsgröße und Genotypisierung), sind derzeit die beliebtesten Forschungsthemen in diesem Technologiebereich.
4. Industrielle Biotechnologie
Dieser Fachbereich befasst sich mit der Anwendung von Biotechnologie zur Entwicklung von Systemen und Materialien für industrielle Zwecke. Beispiele hierfür sind die Herstellung von Biokraftstoffen oder Biokunststoffen als Ersatz für derzeit verwendete, nicht nachhaltige Materialien.
5. Umweltwissenschaften
Biotechnologie kann in den Umweltwissenschaften eingesetzt werden, um die schädlichen Auswirkungen der Abfallentsorgung auf den Planeten drastisch zu reduzieren. Der grundlegende Lebenszyklus von Mikroorganismen ist genau derselbe wie bei jedem anderen Organismus: Nährstoffe aufnehmen, Abfall ausscheiden.
In vielen Fällen sind die Nährstoffe, die ein Lebewesen aufnimmt, die Abfallprodukte eines anderen Organismus. Bäume beispielsweise verbrauchen Kohlendioxid als Nährstoff, das dann in Sauerstoff als Abfallprodukt umgewandelt wird, welches wiederum vom Menschen aufgenommen wird, der Kohlendioxid als Abfallprodukt ausstößt.
Alle biologischen Einheiten folgen diesem Kreislauf, wobei sie sich hinsichtlich der Art der Nährstoffe, die sie aufnehmen, und der daraus entstehenden Abfallprodukte unterscheiden. Bestimmte Bakterien können die chemischen Bestandteile unserer Abfallprodukte verdauen und dabei Abfallprodukte erzeugen, die entweder harmlos sind oder von der Biotechnologieindustrie weiterverwendet werden können.
In diesem Sinne können wir Biotechnologie einsetzen, um unsere Abfallprodukte auf eine Weise zu zersetzen, die für die Erde nicht schädlich ist und eine bessere Lösung darstellt als die Verbrennung oder Deponierung unserer Abfälle.
Zusammenfassung
Die Biotechnologie ist ein Phänomen, das seit Anbeginn der Zeit die Zukunft der menschlichen Zivilisation prägt. Ihre Anwendungsbereiche sind vielfältig und haben einen tiefgreifenden Einfluss auf alle Aspekte unseres Lebens.
Von den bescheidenen Anfängen des Bierbrauens, wo Biotechnologie eingesetzt wird, um neue und aufregende Geschmacksrichtungen von Alkohol zu entwickeln, bis hin zu Fortschritten in der Krebsmedizin, wo die Behandlung anhand der genetischen Informationen eines Patienten individuell angepasst werden kann, um eine effektivere Versorgung zu gewährleisten.
Die Biotechnologie sorgt für kontinuierliche Fortschritte und ebnet den Weg für eine nachhaltigere Zukunft.
