Застосування результатів біологічних досліджень у селекції, медицині та біотехнології

1. досягнення у медицині

1.1. репродуктивної медицини

1.1.1. сурогатне материнство

1.1.2. заморожування ембріонів

1.1.3. банк донорської сперми

1.1.4. методика стимульованих циклів

1.1.5. пронуклеарне перенесення ядер

1.1.5.1. у донорську яйцеклітину, позбалену ядра, переносять ядро з іншої яйцеклітини

1.1.6. техногії

1.1.6.1. внутрішньоматкове осіменіння

1.1.6.1.1. введення попередньо обробленої сперми чоловіка або донора в порожнину матки

1.1.6.2. донорство яйцеклітин

1.1.6.3. інєкція сперматозоона в цитоплазму ооцита

1.1.6.4. екстракорпоральне запліднення (ЕКЗ)

1.1.6.4.1. штучне запліднення in vitro

1.1.6.4.2. "запліднення в пробірці"

1.1.7. репродуктивний туризм

1.1.7.1. донорство

1.1.7.2. сурогатне материнство

1.1.7.3. Австрія, Піівденна Корея

1.1.7.4. репродуктивне лікування і оздоровлення в SPA і Wellnes - центрах

1.2. трансплантології

1.2.1. отримання анатомічного матеріалу та його імплантація

1.2.1.1. пересадка біоімплантатів

1.2.1.2. пересадка ксеноімплантатів

1.2.1.3. пересадка штучно виготовлених замінників органів

1.2.2. експлантація

1.2.2.1. вирощування клітин, тканин і органів поза організмом

1.2.3. використання трансплантатів від організмів

1.2.3.1. свого виду

1.2.3.1.1. алотрансплантація

1.2.3.2. інших видів

1.2.3.2.1. ксенотрансплантація

1.2.4. медичні заклади, де проводяться операції трансплантології

1.2.4.1. Київський центр трансплантації кісткового мозку

1.2.4.2. Національний інститут раку України

1.2.4.3. "Охматдит"

1.2.4.4. Інститут патології крові та трансфузійної медицини НАМН України (Львів)

1.2.4.5. Національний інститут хірургії та трансплантології НАМН України ім.О.О.Шалімова

1.2.5. закон України "Про застосування трансплантації анатомічних матеріалів людині" (2018 рік)

1.3. донорства

1.3.1. донорство цільної крові або плазми

1.3.1.1. береться кров з вени на руці у кількості 450 мл за 1 раз

1.3.1.1.1. плазму можна здавати 6-12 разів на рік через кожні 2 тижні

1.3.1.1.2. цільну кров можна здавати 3-5 разів на рік через кожні 3 місяці

1.3.2. донорство стовбурових клітин

1.3.2.1. з крові

1.3.2.2. з червоного кісткового мозку

1.3.3. донорство яйцеклітин

1.3.3.1. для жінок, у яких немає яйцеклітин

1.3.3.2. для жінок, у яких яйцеклітини не здатні до запліднення

1.3.4. донорство сперми

1.3.4.1. добровільна передача власних сперматозоонів для лікування безпліддя

1.4. генотерапії

1.4.1. фетальна генотерапія

1.4.1.1. чужорідну ДНК вводять у зиготу на ранніх стадіях розвитку

1.4.2. соматична генотерапія

1.4.2.1. введення генів у соматичні клітини пацієнта

1.4.3. позаорганізмова генотерапія

1.4.3.1. введення генів у культивовані клітини і пересадка цих клітин пацієнтам

1.4.4. активація власних генів організму з метою подолання дії мутантного гена

1.4.5. проекти на стадії клінічних досліджень

1.4.5.1. лікування муковісцидозу

1.4.5.2. лікування гемофілії

1.4.5.3. лікування імунодефіцитів

1.4.5.4. лікування серпоподібної анемії

1.4.5.5. технологія редагування ДНК - CRISPR| Cas9

1.4.5.5.1. видалення ВІЛ із клітин живого організму

1.4.5.5.2. лікування хвороби Паркінсона

1.4.5.5.3. лікування амаврозу Лебера

1.4.5.5.4. лікування пухлин мозку

1.4.5.5.5. лікування раку крові

1.4.5.6. лікування вологої дистрофії сітківки ока

1.4.5.7. лікування спадкового амілоїдозу

1.5. регенеративної медицини

1.5.1. використання стовбурових клітин

1.5.1.1. цитотерапія

1.5.1.1.1. панкреанекроз

1.5.1.1.2. цироз печінки

1.5.1.1.3. гепатити

1.5.1.1.4. опікова хвороба

1.5.1.1.5. цукровий діабет ІІ типу

1.5.1.1.6. розсіяний склероз

1.5.2. вирощування органів із стовбурових клітин поза організмом

1.5.2.1. технологія химерних ембріонів

1.5.2.1.1. отримання клітин серцевого м'яза із стовбурових клітин

1.5.2.1.2. отримання клапанів серця з наступною їх трансплантацією

1.5.3. створення банків пуповинної крові

1.5.3.1. лікування серцево-судинних захворювань

1.5.3.2. лікування онкозахворювань

1.6. сучасної онкології

1.6.1. біотерапія

1.6.1.1. підвищує протипухлинний захист

1.6.1.2. знижує токсичність цитостатиків

1.6.1.3. використовує інтерферон, пробіотики

1.6.2. вакцинотерапія

1.6.2.1. формування довготривалої імунної реакції, що здатна

1.6.2.1.1. стримувати розвиток пухлинного процесу

1.6.2.1.2. попереджати розвиток рецидивів

1.6.2.1.3. попереджати розвиток метастазів

1.6.3. променева терапія

1.6.3.1. формування поля опромінення, що повторює точні розміри і форму пухлинного процесу

1.6.4. імунотерапія

1.6.4.1. модифікація Т-лімфоцитів для боротьби з пухлинами

2. досягнення у біотехнології

2.1. застосування результатів біологічних досліджень

2.2. застосування досягнень молекулярної генетики

2.3. застосування досягнень молекулярної біології

2.4. добування екологічно чистих видів палива

2.4.1. біогазу

2.4.2. біодизелю

2.5. застосування досягнень біохімії

2.5.1. одержання харчових продуктів

2.5.1.1. кефіру

2.5.1.2. йогурту

2.5.1.3. сухого молока

2.5.1.4. хліба

2.5.1.5. соків

2.5.2. отримання лікарських препаратів

2.5.2.1. вакцин

2.5.2.2. антибіотиків

2.5.2.3. вітамінів

2.5.2.4. ферментів

2.5.3. безвідходні технологі\ очищення довкілля

2.5.4. виробництво кормів для сільськогосподарських тварин

2.5.4.1. кормові білки із парафінів нафти

2.5.5. створення засобів догляду і захисту рослин

2.5.5.1. біодобрив

2.5.5.2. біогумусу

2.5.6. утилізація та переробка відходів

2.5.7. створення будівельних матеріалів нового покоління

2.5.8. створення біорозщеплюваних матеріалів

2.5.8.1. полігідроксіалканоати

2.6. напрями біотехнології

2.6.1. інженерна ензимологія

2.6.1.1. використання ферментів для одержання продуктів

2.6.1.1.1. біотехнологія отримання ферментів для освітлення соків

2.6.2. мікробіологічний синтез

2.6.2.1. промислові способи добування речовин і сировини

2.6.2.1.1. за допомогою мікроорганізмів

2.6.2.1.2. за допомогою продуктів життєдіяльності мікроорганізмів

2.6.3. екологічна інженерія

2.6.3.1. поліпшення стану довкілля

2.6.3.2. створення технологій, що забезпечують очищення води, повітря, грунтів

2.6.3.3. інструменти екологічної інженерії

2.6.3.3.1. "зелена хімія"

2.6.3.3.2. "зелена енергетика"

2.6.3.3.3. "зелений транспорт"

2.6.3.3.4. біоочищення стічних вод

2.6.3.3.5. фіторемедіація

3. біологічна небезпека

3.1. біологічний тероризм

3.1.1. застосування небезпечних біологічних агентів для завдання шкоди життю і здоровю людей для досягнення політичних чи ідеологічних цілей

3.1.2. агротероризм

3.1.2.1. використання біологічної зброї проти тварин і рослин

3.2. біологічна зброя

3.2.1. боєприпаси, споряджені біологічними агентами

3.2.1.1. патогенні мікроорганізми

3.2.1.1.1. збудники натуральної віспи

3.2.1.1.2. збудники сибірської виразки

3.2.1.1.3. збудники чуми

3.2.1.1.4. збудник туляремії

3.2.1.1.5. збудники бруцельозу

3.2.1.1.6. збудники висипного тифу

3.2.1.1.7. збудники жовтої гарячки

3.2.1.1.8. токсини ботулізму

3.2.1.2. токсини

3.2.1.3. заражені комахи

3.2.1.4. гербіциди

3.2.1.5. дефоліанти

3.2.1.5.1. хімічні речовини, які спричиняють опадання листя в рослин

3.3. біологічні чинники небезпеки

3.3.1. отруйні рослини

3.3.2. отруйні гриби

3.3.2.1. бліда поганка

3.3.2.2. мухомор червоний

3.3.2.3. мухомор пантерний

3.3.2.4. несправжні опеньки

3.3.2.5. чортів гриб

3.3.3. отруйні тварини

3.3.3.1. каракурт

3.3.3.2. тарантул

3.3.3.3. шершень

3.3.3.4. гадюка звичайна

3.3.3.5. гадюка степова

3.3.4. патогенні неклітинні форми життя

3.3.4.1. віруси

3.3.4.2. пріони

3.3.4.3. віроїди

3.3.5. хвороботворні організми

3.3.5.1. бактерії

3.3.5.2. одноклітинні твариноподібні

3.3.6. продукти життєдіяльності мікроорганізмів

3.3.6.1. токсини ціанобактерій

3.3.6.2. ботулотоксини

3.3.6.3. антибіотики

3.3.6.4. рицина

3.3.7. генетично модифіковані організми та генетичні конструкції

3.3.7.1. вірусні вектори

3.3.7.2. онкогени

3.3.7.3. гени білків-токсинів

4. досягнення у селекціі

4.1. завдання

4.1.1. поліпшення існуючих сортів рослині порід тварин

4.1.2. створення нових міжвидових гібридів, порід. сортів, штамів

4.1.3. введення в культуру нових видів

4.1.3.1. ламінарії, руколи, спаржі, базиліку

4.2. напрями досліджень

4.2.1. маркерна селекція

4.2.1.1. для добору за генотипом та дослідження моногенних ознак і основних генів локусів кількісних ознак

4.2.2. геномна селекція

4.2.2.1. добір організмів за генотипом та дослідження полігенних ознак

4.2.3. адаптивна селекція

4.2.3.1. виведення порід і сортів, стійких до кліматичних змін, захворювань, стресів

4.3. досягнення

4.3.1. подолання бідності і розв'язування проблеми голоду

4.3.2. забезпечення міцного здоров'я і благополуччя

4.3.2.1. створення сортів для органічного землеробства

4.3.2.2. створення культур, зерно яких має дієтичні та лікувальні властивості

4.3.3. отримання доступної і чистої енергії

4.3.3.1. створення штамів для отримання біопалива

4.3.4. отримання чистої води та належних санітарних умов

4.3.4.1. створення сортів рослин для очищення водойм

4.3.4.2. створення штамів мікроорганізмів для очищення водойм

4.3.5. захист екосистем суходолу

4.3.5.1. створення лісових насаджень з метою отримання живиці,ефірних олій, активованого вугілля

4.3.5.2. отримання штамів мікроорганізмів для розщеплення забруднювачів

4.4. методи селекції

4.4.1. добір

4.4.1.1. масовий

4.4.1.1.1. за фенотипом

4.4.1.2. індивідуальний

4.4.1.2.1. за генотипом

4.4.2. гібридизація

4.4.2.1. внутрішньовидова

4.4.2.1.1. споріднена

4.4.2.1.2. неспоріднена

4.4.2.2. міжвидова

4.4.3. індукований мутагенез

4.4.3.1. штучне одержання мутацій

4.4.3.1.1. отримують мутації, які в природі трапляються рідко або не трапляються

4.4.4. поліплоїдизація

4.4.4.1. збільшення кількості хромосом, що кратна гаплоїдному набору

4.4.4.1.1. для підвищення врожайності

4.4.4.1.2. для подолання стерильності гібридів

4.5. нові пріоритети і методи

4.5.1. розширення спектра генетичної мінливості

4.5.1.1. методи генетичної інженерії

4.5.1.1.1. трансгенез

4.5.1.1.2. рекомбіногенез

4.5.1.1.3. цисгенез

4.5.1.1.4. генетичні банки

4.5.2. підвищення ефективності відбору

4.5.2.1. добір за допомогою молекулярних маркерів

4.5.2.2. гібридизація ДНК

4.5.2.3. гібридизація соматичних клітин

4.5.2.4. клітинна селекція

4.5.2.5. адаптивна селекція

4.5.3. підвищення інформативності селекційного процесу

4.5.3.1. інформаційні технології

4.5.3.2. компютеризація

4.5.3.3. моделювання

4.5.3.3.1. фітотрон

4.5.4. скорочення термінів створення порід, сортів, штамів

4.5.4.1. метод генної та клітинної інженерії

4.5.4.2. біотехнологічний метод

4.5.4.2.1. метод соматичного ембріогенезу

4.5.4.2.2. метод активації пазушних меристем

4.5.4.3. технологія клонального мікророзмноження рідкісних і цінних сортів рослин

4.5.4.4. відтворення і реакліматизація рідкісних і цінних порід і видів тварин

4.5.4.5. отримання нових штамів мікроорганзмів для розщеплення забруднювачів

5. центри походження культурних рослин

5.1. Південноазійський тропічний

5.1.1. огірок, лимон, кокос, чай, апельсин

5.2. Східноазійський

5.2.1. рис, просо, яблуня, груша, персик, хурма, соя, грецький горіх

5.3. Південно-Західноазійський

5.3.1. м'яка пшениця, ячмінь, жито, фінік, горох, диня

5.4. Середземноморський

5.4.1. буряк морква, капуста, олива, виноград

5.5. Абіссінський

5.5.1. тверді пшениці, кавове дерево. бавовник, кунжут

5.6. Центральноамериканський

5.6.1. кукурудза, какао, квасоля, гарбуз

5.7. Південноамериканський

5.7.1. картопля, помідор, хінне дерево. ананас, арахіс

6. біологічна безпека

6.1. рівні біобезпеки

6.1.1. І - виконання запобіжних заходів (обробка рук і спецодягу)

6.1.2. ІІ - для лабораторій, які проводять роботу з небезпечними біологічними обєктами, які спричиняють захворювання середньої тяжкості

6.1.3. ІІІ - робота з біоагентами, що можуть спричиняти важкі і смертельні захворювання, але для боротьби з якими існують методи лікування

6.1.4. ІV - робота з біоагентами, що можуть спричиняти важкі і смертельні захворювання і проти яких немає вакцин і методів лікування

6.2. біозахист

6.2.1. оцінювання біологічного зараження довкілля

6.2.2. прийняття на державному і міжнародному рівнях документів, конвенцій, договорів

6.2.2.1. Конвенція про заборону біологічної і токсичної зброї (1975)