Повсеместно распространенные в современном мире биотехнологические продукты и процессы способствуют повышению качества жизни конечных пользователей во всех странах. Результаты биотехнологических инноваций применяются для разработки лекарств против заболеваний, которые раньше считались неизлечимыми или трудноизлечимыми, а также вакцин, предотвращающих инфекционные заболевания; для синтеза новых видов топлива, служащих заменой продуктам нефтехимии; для выведения высокопродуктивных и адаптированных к окружающей среде сортов растений и пород животных; для получения экологически чистой продукции.
В здравоохранении биотехнологии используются для снижения распространенности инфекционных заболеваний за счет технологий разработки вакцин на основе матричной РНК (мРНК) и ДНК, а также для открытия новых таргетных препаратов. Кроме того, такие технологии применяются для лечения хронических заболеваний благодаря разработке биологических, генетических и основанных на соматических клетках видов терапии
Биотехнологии применялись при разработке множества продуктов, которыми мы сегодня пользуемся ежедневно. Благодаря процессам ферментации биотехнологии управляют биокатализаторами (например, энзимами, дрожжевыми грибками и другими микроорганизмами), превращая их в микроскопические заводы. Биотехнологии применяются при производстве таких продуктов, как моющие средства. Ферменты и микробы участвуют в производстве алкогольных напитков и биотоплива. Природный сычужный фермент используется для более эффективного свертывания молока в сыроделии.
Некоторые виды микробов, обитающие в почве или морской воде, способны запасать энергию в форме полимера полигидроксиалканоата (ПГА). Те же самые микробы могут разлагать изделия из ПГА, превращая их в пищу, что позволяет бороться с загрязнением окружающей среды пластиками даже на свалках. Сегодня на рынке представлены доступные по цене пластики на биооснове, которые получают из таких возобновляемых ресурсов, как сахарный тростник, соевое масло и кукуруза; многие из них являются биоразлагаемыми. Полиэстер (синтетический полимер, который традиционно производился из углеводородов и использовался для изготовления одежды, постельного белья, ковров и других изделий из ткани) сегодня может быть получен с помощью искусственно сконструированной бактерии: она ферментирует кукурузный сахар и превращает его в молочную кислоту, которая при нагреве превращается в перерабатываемый полиэстер с улучшенными экологическими характеристиками.
В сфере производства продуктов питания и обеспечения глобальной продовольственной безопасности биотехнологии используются для повышения устойчивости растений к вредным насекомым и гербицидам, а также для внедрения более экологически устойчивых методов ведения сельского хозяйства. В число продуктов питания, созданных с использованием биотехнологий, входят растения с улучшенными пищевыми характеристиками, которые помогают восполнить дефицит витаминов и микроэлементов, а также продукты без аллергенов и токсинов и продукты с оптимизированным содержанием жиров, способствующие укреплению здоровья сердечно-сосудистой системы. На фоне проблем, с которыми сталкивается сельскохозяйственная отрасль в связи с глобальным изменением климата, биотехнологии также позволяют создавать устойчивые к различным климатическим явлениям сорта растений и породы животных, способные обеспечить глобальную продовольственную безопасность даже в условиях ожидаемого повышения влияния климатических стрессов на сельское хозяйство. Их связанные с климатом характеристики включают в себя повышенную засухоустойчивость и устойчивость к засолению почв, эффективное расходование водных ресурсов, а также способность переносить наводнения и противостоять вредителям и болезням, появляющимся в связи с изменением климата.
Тем не менее для целей настоящего пособия основное внимание в тексте будет уделяться «красным», то есть медицинским биотехнологиям, на примере которых мы проиллюстрируем особые аспекты передачи и коммерциализации технологий, связанные с инновациями в области естественных наук.