Nội dung
Công nghệ sinh học biển là gì?
Công nghệ sinh học biển, đôi khi được gọi là “công nghệ sinh học xanh”, khai thác sự đa dạng được tìm thấy trong môi trường biển theo cách tạo ra các sản phẩm và quy trình từ sinh vật biển thông qua ứng dụng công nghệ sinh học, sinh học phân tử và tế bào cũng như tin sinh học.
Đây là lĩnh vực khoa học liên quan đến việc thám hiểm đại dương để phát triển các loại dược phẩm mới, sản phẩm hóa học, enzyme cũng như các sản phẩm và quy trình khác. Nó cũng đề cập đến sự tiến bộ của nuôi trồng thủy sản và an toàn hải sản, xử lý sinh học, nhiên liệu sinh học, cùng nhiều vấn đề khác. cho phép sản xuất các vật liệu mới, sản phẩm mới và thuốc mới.
Công nghệ sinh học biển cũng đề cập đến sự tiến bộ của nuôi trồng thủy sản và an toàn hải sản, xử lý sinh học, nhiên liệu sinh học, cùng nhiều vấn đề khác.
Các hệ sinh thái và sinh vật biển ở nhiều nước, trong đó có Việt Nam, phần lớn chưa được khám phá, nghiên cứu và sử dụng không đúng mức. Mặc dù các nước có khả năng tiếp cận một hệ sinh thái biển rộng lớn và đa dạng, vẫn còn một thách thức liên quan đến việc khai thác tiềm năng của các nguồn tài nguyên sinh học biển để sử dụng làm cơ sở cho các sản phẩm và quy trình mới.
Sinh học biển là gì?
Sinh học biển là lĩnh vực nghiên cứu cơ bản về sinh vật biển, hành vi và tương tác của chúng với môi trường. Các nhà sinh học biển nghiên cứu hải dương học sinh học và các lĩnh vực liên quan đến hải dương học hóa học, vật lý và địa chất để hiểu các sinh vật biển.
Sinh vật biển là tất cả các dạng sống thực vật và động vật đều được bao gồm từ picoplankton cực nhỏ cho đến cá voi xanh hùng vĩ, sinh vật lớn nhất dưới biển.
Sinh học biển là một lĩnh vực rất rộng, vì vậy hầu hết các nhà nghiên cứu đều chọn một lĩnh vực cụ thể quan tâm và chuyên sâu về lĩnh vực đó. Các chuyên môn có thể dựa trên một loài, nhóm, hành vi, kỹ thuật hoặc hệ sinh thái cụ thể.
Nghiên cứu về sinh học biển bao gồm nhiều ngành khác nhau như thiên văn học, hải dương học sinh học, sinh học tế bào, hóa học, sinh thái, địa chất, khí tượng học, sinh học phân tử, hải dương học vật lý và động vật học và khoa học mới về sinh học bảo tồn biển dựa trên nhiều ngành khoa học lâu đời như sinh thái biển, địa sinh học, động vật học, thực vật học, di truyền học, sinh học thủy sản, nhân chủng học, kinh tế và luật.
Sinh học phân tử là một lĩnh vực chuyên môn liên quan đến sinh học biển. Các nhà nghiên cứu áp dụng các kỹ thuật phân tử vào nhiều môi trường khác nhau, từ đầm lầy ven biển đến biển sâu và các sinh vật khác nhau như vi rút, thực vật và cá.
Sinh học biển và Hải dương học sinh học
Sự khác biệt giữa thuật ngữ “sinh học biển” và “hải dương sinh học” là rất nhỏ và cả hai thuật ngữ này thường được sử dụng thay thế cho nhau.
Như đã đề cập ở trên, sinh học biển là nghiên cứu về các loài sinh vật biển sống ở đại dương và các môi trường nước mặn khác.
Hải dương học sinh học cũng nghiên cứu các loài sinh vật biển, nhưng trong bối cảnh hải dương học.
Vì vậy, một nhà hải dương học sinh học có thể nghiên cứu tác động của các đợt nước dâng lạnh lên quần thể cá cơm ngoài khơi Nam Mỹ, nơi một nhà sinh vật học biển có thể nghiên cứu hành vi sinh sản của cá cơm.
Tại sao khoa học biển lại quan trọng?
Cuộc sống ở biển đã là chủ đề hấp dẫn trong hàng ngàn năm.
Một trong những lý do quan trọng nhất để nghiên cứu đời sống biển chỉ đơn giản là để hiểu thế giới chúng ta đang sống.
Các đại dương bao phủ 71% (và đang tăng lên) của thế giới này, tuy nhiên chúng ta mới chỉ bắt đầu hiểu biết về chúng. Các nhà khoa học ước tính rằng không quá 5% đại dương đã được khám phá. Tuy nhiên, chúng ta cần hiểu môi trường biển giúp hỗ trợ sự sống trên hành tinh này.
Khi dân số toàn cầu ngày càng tăng nhấn mạnh khả năng xã hội của chúng ta sản xuất thực phẩm, nước và nơi trú ẩn, chúng ta sẽ tiếp tục hướng tới các đại dương để giúp duy trì các nhu cầu cơ bản của chúng ta.
Những tiến bộ trong công nghệ, kết hợp với nhu cầu, sẽ cải thiện khả năng của chúng ta trong việc khai thác thực phẩm, nước uống, nguồn năng lượng, xử lý chất thải và vận chuyển từ đại dương.
Các thế hệ này và các thế hệ tương lai sẽ phải xây dựng dựa trên kiến thức hiện có của chúng ta về đại dương và tiềm năng của biển để giúp đáp ứng nhu cầu của thế giới và cư dân trên trái đất.
Các hướng nghiên cứu về sinh học biển
Giống như tất cả các ngành khoa học, việc nghiên cứu sinh học biển cũng tuân theo phương pháp khoa học.
Mục tiêu quan trọng nhất của mọi ngành khoa học là tìm ra sự thật.
Mặc dù việc tuân theo phương pháp khoa học không phải là một quy trình cứng nhắc, nhưng nghiên cứu thường được tiến hành một cách có hệ thống và hợp lý để thu hẹp phạm vi sai sót không thể tránh khỏi tồn tại trong bất kỳ nghiên cứu khoa học nào và để tránh càng nhiều thành kiến cho nhà nghiên cứu càng tốt.
Thành phần cơ bản của nghiên cứu khoa học là mô tả đặc điểm bằng quan sát.
Các giả thuyết sau đó được xây dựng và kiểm tra dựa trên một số quan sát để xác định mức độ giả thuyết là một tuyên bố đúng và liệu nó có thể được chấp nhận hay bác bỏ hay không.
Việc kiểm tra sau đó thường được thực hiện bằng các thí nghiệm nếu các giả thuyết có thể đưa ra dự đoán dựa trên những quan sát ban đầu.
Các yếu tố thiết yếu của phương pháp khoa học là sự lặp lại và đệ quy của bốn bước sau:
- Đặc tính (quan sát)
- Giả thuyết (lý thuyết, giải thích giả thuyết)
- Dự đoán (suy luận logic từ giả thuyết)
- Thí nghiệm (kiểm tra tất cả những điều trên)
Tất cả các bước này đều được sử dụng trong nghiên cứu sinh học biển, bao gồm nhiều lĩnh vực phụ bao gồm:
Vi sinh vật biển
Nghiên cứu về vi sinh vật, chẳng hạn như vi khuẩn, vi rút, động vật nguyên sinh và tảo, được tiến hành vì nhiều lý do. Một ví dụ là hiểu vai trò của vi sinh vật trong hệ sinh thái biển. Ví dụ, vi khuẩn rất quan trọng đối với các quá trình sinh học của đại dương, vì chúng chiếm 98% sinh khối của đại dương, tức là tổng trọng lượng của tất cả các sinh vật trong một thể tích nhất định. Vi sinh vật cũng rất quan trọng đối với sự hiểu biết của chúng ta về chuỗi thức ăn kết nối thực vật với động vật ăn cỏ và ăn thịt. Cấp độ đầu tiên trong chuỗi thức ăn là sản xuất sơ cấp, xảy ra ở cấp độ vi sinh vật. Đây là một hoạt động sinh học quan trọng cần được hiểu vì quá trình sản xuất sơ cấp thúc đẩy toàn bộ chuỗi thức ăn.
Nghề cá và Nuôi trồng thủy sản
Để bảo vệ đa dạng sinh học và tạo ra nguồn hải sản bền vững do thế giới phụ thuộc vào cá để lấy protein. Có rất nhiều lĩnh vực nghiên cứu trong lĩnh vực này:
- Hệ sinh thái nghề cá bao gồm nghiên cứu về động thái quần thể, sinh sản, hành vi, mạng lưới thức ăn và môi trường sống của chúng.
- Quản lý nghề cá bao gồm các nghiên cứu về tác động của việc đánh bắt quá mức, hủy hoại môi trường sống, mức độ ô nhiễm và độc tố cũng như các cách để tăng quần thể hải sản bền vững.
- Nuôi trồng thủy sản bao gồm nghiên cứu về sự phát triển của từng sinh vật và môi trường của chúng. Mục tiêu thường là phát triển kiến thức cần thiết để nuôi trồng một số loài nhất định trong một khu vực được chỉ định ở vùng nước mở hoặc trong môi trường nuôi nhốt nhằm đáp ứng nhu cầu của người tiêu dùng. Những tiến bộ công nghệ đã cho phép các “trang trại” hải sản sản xuất ra những sản phẩm có nhu cầu cao mà nghề cá thương mại truyền thống không thể đáp ứng được. Tuy nhiên, đây là một lĩnh vực gây tranh cãi và là một vấn đề sẽ trở nên quan trọng hơn khi trữ lượng cá của chúng ta tiếp tục giảm.
Sinh học môi trường biển
Bao gồm nghiên cứu về sức khỏe đại dương. Điều quan trọng là các nhà khoa học phải xác định chất lượng môi trường biển để đảm bảo chất lượng nước đủ để duy trì một môi trường trong lành.
Sức khỏe môi trường ven biển là một lĩnh vực quan trọng của sinh học biển môi trường để các nhà khoa học có thể xác định tác động của sự phát triển ven biển đến chất lượng nước vì sự an toàn của người dân đến thăm bãi biển và duy trì môi trường biển trong lành.
Các chất ô nhiễm, trầm tích và dòng chảy đều là những mối đe dọa tiềm tàng đối với sức khỏe biển ở các khu vực ven biển. Sức khỏe môi trường biển ngoài khơi cũng được nghiên cứu.
Ví dụ, một nhà sinh học môi trường có thể được yêu cầu nghiên cứu tác động của vụ tràn dầu hoặc mối nguy hóa học khác trong đại dương.
Các nhà sinh học môi trường cũng nghiên cứu môi trường đáy ở đáy đại dương để hiểu các vấn đề như thành phần hóa học của trầm tích, tác động của xói mòn và tác động của việc nạo vét đáy đại dương đối với môi trường biển.
Sinh thái biển sâu
Những tiến bộ trong công nghệ thiết bị cần thiết để khám phá biển sâu đã mở ra cánh cửa cho việc nghiên cứu không gian biển sâu chưa được biết đến này.
Những đặc điểm, quá trình sinh học trong môi trường biển sâu đang được các nhà khoa học rất quan tâm.
Nghiên cứu bao gồm nghiên cứu về các loại khí dưới đại dương sâu như một nguồn năng lượng thay thế, cách các loài động vật ở vùng sâu sống trong môi trường tối, lạnh, áp suất cao, các miệng phun thủy nhiệt dưới biển sâu và các cộng đồng sinh học tươi tốt mà chúng hỗ trợ.
Ichthyology
là lĩnh vực nghiên cứu về các loài cá, cả loài cá nước mặn và cá nước ngọt. Có khoảng hơn 25.000 loài cá bao gồm: cá xương, cá sụn, cá mập, cá đuối, cá đuối và cá không hàm. Các nhà ngư học nghiên cứu tất cả các khía cạnh của cá từ phân loại đến hình thái, tiến hóa, hành vi, tính đa dạng và hệ sinh thái của chúng. Nhiều nhà ngư học cũng tham gia vào lĩnh vực nuôi trồng thủy sản và nghề cá.
Động vật có vú ở biển
Đây là lĩnh vực được hầu hết các nhà sinh học biển đầy tham vọng quan tâm.
Đối tượng nghiên cứu của lĩnh vực này là về động vật giáp xác—họ cá voi, cá heo và động vật chân màng (hải cẩu, sư tử biển và hải mã). Hành vi, môi trường sống, sức khỏe, sinh sản và quần thể của chúng đều được nghiên cứu.
Đây là một số sinh vật hấp dẫn nhất ở biển. Vì vậy, đây là một lĩnh vực cực kỳ cạnh tranh và khó có thể đột nhập vì sự cạnh tranh về kinh phí nghiên cứu cũng khá nặng nề.
Một lĩnh vực nghiên cứu hiện đang được tiến hành trên cá voi là tác động của sóng siêu âm quân sự đối với sức khỏe và thể trạng của chúng. Cộng đồng khoa học tin rằng sóng âm tần số cao gây tổn thương bên trong và chảy máu trong não của cá voi, tuy nhiên quân đội phủ nhận tuyên bố này.
Sóng siêu âm quân sự cũng có thể cản trở việc sử dụng sóng siêu âm của chính động vật để liên lạc và định vị bằng tiếng vang.
Cần nhiều nghiên cứu hơn; tuy nhiên, trong những năm gần đây, khoa học đã chứng minh những tuyên bố này là có căn cứ và quân đội đã bắt đầu hạn chế sử dụng sóng siêu âm ở những khu vực cụ thể.
Đạo đức trong nghiên cứu sinh học biển
Hành vi của động vật biển được nghiên cứu để chúng ta hiểu được những loài động vật có chung hành tinh với chúng ta.
Đây cũng là một lĩnh vực quan trọng để giúp hiểu cách bảo vệ các loài có nguy cơ tuyệt chủng hoặc cách giúp đỡ các loài có môi trường sống bị đe dọa bởi con người hoặc các hiện tượng tự nhiên.
Nghiên cứu về hành vi của động vật biển thường thuộc phạm trù đạo đức học vì hầu hết các loài sinh vật biển thường phải được quan sát trong môi trường tự nhiên của chúng, mặc dù cũng có nhiều loài sinh vật biển được quan sát trong môi trường được kiểm soát. Cá mập thường được nghiên cứu nhiều nhất trong môi trường sống tự nhiên của chúng vì những lý do rõ ràng.
Các hướng nghiên cứu về công nghệ sinh học biển
Công nghệ sinh học biển là một quá trình tạo ra và chuyển đổi kiến thức: lĩnh vực này mở ra khả năng tiếp cận các hợp chất có hoạt tính sinh học và cung cấp những ứng dụng mới cho chúng. Bằng cách khám phá và khai thác các vật liệu biển, có thể sẽ tìm thấy những ứng dụng hoàn toàn mới ở những khu vực xa biển. Một số hướng nghiên cứu khả thi trong Công nghệ sinh học biển:
- nguồn gốc dược phẩm
- enzyme công nghiệp mới
- thành phần thực phẩm
- cảm biến sinh học
- hệ thống phân phối thuốc và các hợp chất hóa học mới
Ngoài ra, công nghệ sinh học biển cũng đang nghiên cứu cơ bản và ứng dụng trong một sốlĩnh vực khác. Trong số đó, công nghệ sinh học trong nuôi trồng thủy sản và thủy sản có tiềm năng đưa ra giải pháp cho một số vấn đề trong nuôi trồng thủy sản.
Sinh sản của cá và hải sản
Một số loài cá không sinh sản tự nhiên khi được đặt trong điều kiện nuôi nhốt. Trước đây, gonadotropin của cá, một nhóm hormone kích thích sinh sản, được sản xuất với số lượng nhỏ bằng cách chiết xuất và tinh chế từ các chế phẩm thô của hàng nghìn tuyến yên. Hiện nay, một lượng lớn gonadotropin có độ tinh khiết cao có thể được sản xuất trong phòng thí nghiệm thông qua công nghệ ADN tái tổ hợp.
Lưỡng tính là hiện tượng phổ biến ở nhiều loài cá ở rạn san hô. Một số loài là con đực ở giai đoạn đầu của vòng đời và chuyển thành con cái ở giai đoạn sau (lưỡng tính protandrous) hoặc ngược lại (lưỡng tính protogynous). Cần phải có cả hai giới trong đàn bố mẹ luôn. Thông qua kỹ thuật di truyền, giới tính của loài có thể được điều chỉnh khi nó trưởng thành.
Dinh dưỡng trong Thủy sản
Cá tạp hoặc các loài cá hoang dã dùng làm bột cá làm nguồn protein cho thức ăn thủy sản còn rất hạn chế. Vì vậy, nguồn protein từ thực vật là một lựa chọn bền vững với lợi thế bổ sung là rẻ hơn. Tuy nhiên, hầu hết các loại thực vật đều có đặc tính kháng dinh dưỡng không thuận lợi cho việc sử dụng thức ăn. Ví dụ, các loài cá ăn thịt có khả năng sử dụng carbohydrate hạn chế do khả năng tiêu hóa của polysaccharides. Để giải quyết mối lo ngại này, quá trình chuyển hóa carbohydrate của cá hồi đã được tăng cường thông qua kỹ thuật di truyền. Các gen vận chuyển glucose và hexokinase đã được chuyển sang cá hồi.
Dầu cá có vai trò quan trọng về mặt kinh tế trong sản xuất thức ăn cho cá cũng như đối với sức khỏe con người. Nhu cầu về dầu cá tiếp tục tăng cùng với sự mở rộng của ngành nuôi trồng thủy sản vì đây là nguồn lipid chính trong thức ăn thủy sản. Ngành nuôi trồng thủy sản chiếm tới gần 90% sản lượng dầu cá toàn cầu. Với nhu cầu ngày càng tăng này, cần phải có những nguồn dầu cá khác.
Các nhà khoa học của Rothamsted Research đã phát triển cây hạt có dầu lạc đà được biến đổi gen để sản xuất dầu cá omega-3 trong hạt của chúng. Dầu cá omega-3 được biết đến là thành phần có lợi trong dinh dưỡng của con người. Camelina GM có tiềm năng cung cấp dầu cá có lợi cho sức khỏe cho chế độ ăn uống của con người.
Quản lý sức khỏe trong Thủy sản
Chẩn đoán bệnh truyền thống bao gồm việc phân tích tế bào và mô của sinh vật, việc này mất nhiều thời gian để thực hiện. Các phương pháp hiện đại sử dụng phản ứng chuỗi polymerase, một kỹ thuật được sử dụng trong sinh học phân tử để tập trung vào một đoạn ADN và sao chép qua hàng triệu lần trong một khoảng thời gian ngắn. PCR cho phép xác định chính xác mầm bệnh trong sinh vật biển ngay cả khi không có triệu chứng trực quan của bệnh. Vì các sinh vật biển có khả năng di chuyển xuyên biên giới nên việc chẩn đoán bệnh một cách chính xác là rất quan trọng vì chúng có liên quan đến việc kiểm dịch và buôn bán.
Ngành tôm phải đối mặt với nguy cơ thua lỗ do một số mầm bệnh virus như virus hội chứng đốm trắng (WSSV), virus đầu vàng, virus hội chứng Taura, parvovirus gan tụy và baculovirus. Các nhà khoa học gặp khó khăn trong việc tìm ra phương pháp điều trị các bệnh do virus ở động vật giáp xác như tôm vì chúng không có hệ thống đáp ứng miễn dịch thích nghi thực sự và chúng phản ứng với bệnh tật bằng cơ chế miễn dịch bẩm sinh không đặc hiệu. Việc xác định và mô tả đặc tính của các gen liên quan đến phản ứng miễn dịch ở tôm là rất quan trọng để hiểu được sự tương tác giữa vật chủ và mầm bệnh. Các gen từ tôm sú (Penaeus monodon) và tôm sú Nhật Bản (P. japonicus) thể hiện hoạt động kháng virus sau khi được nhân bản và điều hòa ở tôm nhiễm WSSV.
Ngoài các tác nhân chống vi-rút, can thiệp ARN (RNAi) hoặc kỹ thuật làm im lặng gen cũng đã được sử dụng để kiểm soát sự lây nhiễm vi-rút. Một ARN can thiệp ngắn (vp28-siRNA) nhắm vào gen protein vỏ chính của WSSV đã được sử dụng để gây ra sự im lặng gen ở P. japonicus. Điều này dẫn đến giảm đáng kể việc sản xuất ADN của virus và tỷ lệ tử vong thấp hơn. Hơn nữa, sau ba lần tiêm vp28-siRNA, virus đã bị tiêu diệt khỏi tôm nhiễm WSSV.
Peptide kháng khuẩn (Antimicrobial Peptide – AMP) là một chất thay thế tiềm năng cho kháng sinh trong nuôi trồng thủy sản vì cho đến nay không có báo cáo nào về tình trạng kháng AMP. AMP được coi là thành phần chính trong hệ thống phòng thủ miễn dịch bẩm sinh của sinh vật biển vì chúng thể hiện đặc tính kháng khuẩn và cung cấp tác dụng ngay lập tức và nhanh chóng chống lại các vi sinh vật xâm nhập.
Ví dụ về AMP được tìm thấy trong sinh vật biển bao gồm penaeidin từ tôm, myticin từ trai, halocidin từ đào biển, callinectin từ cua xanh, big defensin từ cua móng ngựa ba gai và clavaspirin từ mực biển câu lạc bộ.
Vắc-xin là một phương tiện tiết kiệm chi phí khác để bảo vệ cá khỏi các bệnh do virus và ngăn ngừa sự lây lan của bệnh. Vắc-xin cho cá được coi là nguyên nhân then chốt dẫn đến sự thành công của ngành cá hồi. Một ví dụ về vắc-xin dành cho cá hồi được gọi là Apex-IHN có khả năng kháng vi-rút hoại tử tạo máu (IHNV).
Xúc tiến tăng trưởng
Phần lớn nghiên cứu chuyển gen trên các loài cá có giá trị thương mại quan trọng đều tập trung vào việc cải thiện tốc độ tăng trưởng bằng cách chuyển hormone tăng trưởng.
Điều này hợp lý về mặt kinh tế vì cá chuyển gen với các đặc điểm tăng trưởng bị thay đổi đạt đến độ trưởng thành trong khoảng thời gian ngắn hơn so với cá không chuyển gen và thể hiện hiệu quả chuyển đổi thức ăn tốt hơn.
Những lợi thế này còn giúp chu kỳ sản xuất ngắn hơn, chi phí sản xuất thấp hơn và giảm ô nhiễm ở cơ sở nuôi trồng thủy sản.
Năm 2015, cá hồi AquAdvantage với gen hormone tăng trưởng từ cá hồi Chinook đã trở thành loài cá biến đổi gen đầu tiên được chấp thuận sử dụng thương mại sau khi được Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ chứng minh là an toàn để ăn như cá hồi Đại Tây Dương không GE. Loại cá hồi chuyển gen này cũng đã được phê duyệt để sử dụng thương mại ở Canada vào năm 2016.
Phát triển thuốc mới từ sinh vật biển
Hơn 2.000 năm trước, chiết xuất từ sinh vật biển đã được sử dụng làm thuốc. Vào thế kỷ 19 và 20, dầu gan cá tuyết là một trong những thực phẩm bổ sung dinh dưỡng nổi tiếng. Chỉ đến giữa thế kỷ 20, các nhà khoa học mới bắt đầu định hướng một cách có hệ thống các đại dương để tìm thuốc.
Khi các nhà khoa học nghiên cứu cơ chế phòng vệ của sinh vật biển, họ đã phát hiện ra vũ khí hóa học phòng thủ khổng lồ của sinh vật này.
Vào những năm 1950, Ross Nigrelli từ Hiệp hội Động vật học New York đã chiết xuất một loại độc tố có tên là holothurin từ hải sâm Bahamian (Actynopyga agassizi) , cho thấy hoạt động chống khối u ở chuột.
Holothurin chưa được thương mại hóa nhưng số lượng hợp chất có hoạt tính sinh học tiềm năng từ đại dương tăng vọt và ngày càng nhiều hợp chất được phát hiện mỗi năm.
Các nhà khoa học đã sử dụng công nghệ sinh học để tạo ra các bản sao của các hợp chất biển trong phòng thí nghiệm để chúng không phải liên tục được thu hoạch từ sinh vật biển. Một số đã được thương mại hóa, trong khi một số khác đang được thử nghiệm lâm sàng hoặc tiền lâm sàng. Bảng 1 tóm tắt một số loại thuốc được thương mại hóa có nguồn gốc từ sinh vật biển.
Các loại thuốc có nguồn gốc từ biển khác vẫn đang trong quá trình thử nghiệm lâm sàng. Chúng bao gồm các hợp chất gây độc tế bào bryostatin và các dẫn xuất dolastatin, soblidotin và synthadotin.
Ngoài những loại thuốc này, còn nhiều sản phẩm khác đang được thử nghiệm ở giai đoạn tiền lâm sàng. Số lượng hợp chất biển được báo cáo đang tăng lên hàng năm, với hơn 1.000 hợp chất mới với hiệu lực và chức năng sinh học khác nhau được bổ sung vào đường ống mỗi năm.
Môi trường
Suy thoái các chất gây ô nhiễm môi trường là mối quan tâm quan trọng trên toàn cầu. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng các vi sinh vật biển có con đường phân hủy sinh học độc đáo để phân hủy một số chất ô nhiễm hữu cơ. Các tế bào cố định của vi khuẩn Pseudomonas chlororaphis sản xuất pyoverdin, chất này đẩy nhanh sự phân hủy các hợp chất organotin độc hại trong nước biển.
Các nghiên cứu khác cũng chỉ ra rằng một số sinh vật biển sản xuất ra các hóa chất thân thiện với môi trường như polyme sinh học và chất hoạt động bề mặt sinh học có thể được sử dụng trong quản lý và xử lý chất thải môi trường.
Nhiên liệu sinh học
Nhiên liệu sinh học từ vi tảo là một trong những phương pháp khả thi về mặt kinh tế để giảm mức tiêu thụ nhiên liệu hóa thạch.
Vi tảo được coi là nguồn nhiên liệu sinh học tốt hơn thực vật bậc cao vì hàm lượng dầu cao; dễ nhân giống (có thể trồng ở nước biển hoặc nước lợ nên không cạnh tranh được với nguồn tài nguyên của nền nông nghiệp truyền thống); sinh khối còn sót lại sau khi khai thác dầu có thể dùng làm thức ăn chăn nuôi, phân bón hoặc lên men để sản xuất ethanol hoặc metan; và thành phần sinh hóa có thể được kiểm soát bằng cách sửa đổi các điều kiện tăng trưởng.
Các vi tảo có năng suất sinh khối và hàm lượng lipid vượt trội bao gồm Chlorella, Tetraselmis, Chaetoceros, Isochrysis, Skeletonema và Nannochloropsis.
Tóm lại, công nghệ sinh học biển là một trong những phương pháp tiếp cận công nghệ sinh học trẻ nhất. Hệ sinh thái biển có đa dạng sinh học phong phú và bản thân sinh vật chứa các hợp chất sinh hóa quan trọng với nhiều ứng dụng trong y học, môi trường và các ngành công nghiệp khác. Vì vậy, nghiên cứu về lĩnh vực công nghệ sinh học biển là rất quan trọng để khai thác tiềm năng to lớn của môi trường biển nhằm cải thiện cuộc sống con người theo mọi cách có thể.
Nguồn: ISAAA
