What’s the difference between bioengineering vs biomedical engineering?

Кто такой биоинженер и чем он занимается

Биоинженер – ученый, который одновременно изучает биологию, химию, физику, инженерию, программирование. Биоинженер целенаправленно меняет живую систему, чтобы задать ей определенные свойства. Например, он стремится сделать растение устойчивым к засухе или повысить его урожайность, и для этого меняет код ДНК этого растения. Ученые экспериментируют не только с флорой, это может быть отдельная клетка, бактерия и даже животное.

Биоинженеры работают на медицину, генетику, фармацевтику. В результате опытов появляются новые лекарства и вакцины, аппараты для исследования человека и проведения медицинских процедур, биологические протезы и имплантаты. Сегодня ученые уже выращивают экспериментальные органы и ткани, распечатывают их на 3D-принтере.

Кроме медицины, открытия ученых биоинженеров востребованы в сельском хозяйстве, экологии и промышленности. Появляются новые системы утилизации мусора, выводятся животные и растения с нужными характеристиками.

Специализации биоинженера (направления)

Молодой ученый, пока учится, выбирает направление для дальнейшего развития.

В биоинженерии выделяют следующие специализации:

1. Медицина. Ученые в этой отрасли конструируют медицинские приборы и работают над выращиванием органов.
2. Фармацевтика. Создают лекарства, вакцины, добавки к пище.
3. Генная инженерия. Специалисты изучают код ДНК живого организма, в том числе человека. Это позволяет прогнозировать и лечить на ранней стадии наследственные болезни.
4. Сельское хозяйство. Улучшают свойства сельскохозяйственных культур.
5. Экология. Разрабатывают системы утилизации отходов и очистки воды и воздуха ферментными микроорганизмами.

Основные обязанности

Обязанности ученого зависят от места работы и текущего проекта.

Чем занимается биоинженер на работе:

• собирает информацию о предмете исследования;
• проводит опыты;
• работает с лабораторным оборудованием;
• фиксирует результаты исследования;
• анализирует полученные данные, делает выводы;
• ведет техническую документацию;
• работает над проектом в команде российских и зарубежных коллег.

Как читают геном?

Сегодня секвенирование генома — рутинная процедура, которая обойдется любому желающему примерно в 150 тыс. рублей (в том числе, в России). Чтобы прочитать свой геном, достаточно просто сдать в специальной лаборатории кровь из вены: через две недели вы получите готовый результат с детальным описанием ваших генетических особенностей. Помимо своего генома можно проанализировать геномы микробиоты кишечника: вы узнаете особенности бактерий, населяющих вашу пищеварительную систему, а также получите консультацию от профессионального диетолога. Геном можно прочитать разными методами, одним из основных сейчас является так называемое «секвенирование нового поколения». Для проведения этой процедуры нужно сначала получить биологические образцы. В каждой клетке организма геном одинаковый, поэтому чаще всего для чтения генома берут кровь (это проще всего). После этого клетки разрушают и отделяют ДНК от всего остального. Затем, полученную ДНК дробят на множество маленьких кусочков и «пришивают» к каждому из них специальные адаптеры — искусственно синтезированные известные последовательности нуклеотидов. Потом цепочки ДНК разделяют, и однонитевые цепочки с помощью адаптеров присоединяют к специальной плашке, на которой проводится секвенирование. В ходе секвенирования к последовательности ДНК присоединяются комплементарные флуоресцентно меченые нуклеотиды. Каждый меченый нуклеотид при присоединении испускает пучок света определенной длины волны, что фиксируется на компьютере. Так компьютер прочитывает короткие последовательности исходной ДНК, которые потом с помощью специальных алгоритмов собираются в исходный геном.

Пример данных, с которыми работают биоинформатики последовательностей: выравнивание аминокислотных последовательностей.

Чем могут удивить генетики в скором будущем?

Уже сейчас биоинженерия оказывает значительное влияние на охрану окружающей среды, медицину, сельское хозяйство, пищевую промышленность, а в ближайших планах биотехнологов — новые методы и приемы. Те, кто планирует связать свою судьбу со специальностью «биотехнология», где работать, в каком направлении, могут узнать из представленной ниже информации:

• В первую очередь революционные изменения могут произойти в сельскохозяйственном производстве. Есть возможность искусственно создавать новые растения с повышенным содержанием белка, что сократит, в свою очередь, потребление мяса.
• Растения, которые сами будут выделять яды от насекомых и нитраты, позволят уменьшить загрязнение почвы удобрениями и химикатами.
• Генетическая инженерия позволяет управлять наследственностью и бороться с наследственными заболеваниями.
• Биологи-конструкторы планируют искусственно создавать организмы с заранее обусловленными качествами.
• Энергия и топливо из растений, грибов, бактерий, а также использование в этих целях энергии моря.
• Генно-модифицированные зерновые культуры.
• Безотходный производственный круг – переработка всех видов отходов.
• Использование биоматериалов для регеративной медицины.
• Новые виды биологических лекарств и вакцин.
• Восстановление потенциала плодородных земель и пресной воды.
• Исследования человеческого генома и наследственных болезней.

Краткое описание

Современные методы диагностики и исследований приводят к росту количества научных данных, которые вручную обрабатывать очень сложно. В этом случае на помощь приходит биоинформатика, которая как междисциплинарная область науки сформировалась во второй половине XX века. Биоинформатики пользуются элементами прикладной математики, статистики, а также информатики. Во время работы они оперируют следующими знаниями:

• языки программирования, преимущественно Java, С, С++, С#, R;
• язык разметки HTML;
• программы: ACT, BLAST, Clustal и иные;
• SQL, CUDA.

Рассмотрим основные области исследования:

• анализ генетических последовательностей, эволюционная вычислительная биология;
• проведение оценки биологического разнообразия, аннотация геномов.

Профессия молодая, в дальнейшем она будет развиваться еще более стремительно, ведь применение вычислительных методов гарантирует высокую точность, скорость и исключает человеческий фактор. Технологии биоинформатики необходимы в биохимии, биофизике, экологии, фармакологии, сельском хозяйстве, генетике и других сферах.

Какими личностными качествами нужно обладать

Прежде всего, это усидчивость. За важнейшими открытиями стоят годы усердной, сложной и не самой динамичной работы в лаборатории или в кабинете. Ученый может потратить массу времени и сил на проект, который в итоге окажется провальным

Необходимо иметь железные нервы и целеустремленность, важно верить в свои силы даже тогда, когда все оборачивается против вас

Одновременно с этим нужно обладать развитым интеллектом и логическим мышлением, быть открытым к постоянному обучению и повышению квалификации

Еще одно важное личностное качество потенциального биотехнолога – коммуникабельность. Важно поддерживать контакт с научным сообществом и уметь работать в команде, находить общий язык с руководителями и спонсорами проекта, грамотно выстраивать общение с подчиненными

История[]

С тех самых дней, когда первые человекообразные обезьяны открыли глаза, существуют натуралисты, которые учились выращивать злаки, деревья и скот, а также лечить свою загадочную плоть. Во времена Палеолита и Неолита древние предки Биоинженеров приручали животных и растения. Их работа и по сей день остается основой человеческой цивилизации, поскольку величественные города Мира Тьмы вымрут от голода без зерна и мяса. С возвышением древних городов-государств начала развиваться медицина – сначала в Китае и Египте, а потом в Греции.

История современных Биоинженеров начинается с Гиппократа. Знаменитый создатель Клятвы Гиппократа был, согласно истории Биоинженеров, еще и Просвещенным целителем. Гиппократ основал небольшую гильдию единомышленников – Общество Хирургов (Cosian Circle). Римская Империя расширила сферу влияния Хирургов, и они могли быть найдены повсюду в Европе, Африке и Малой Азии. Под их влиянием в романском мире получила распространение медицинская теория Галена (основанная на астрологии и четырех жидкостях тела). Хоть это и не могло избавить от множества народных способов лечения, распространенных в Империи, они были дискредитированы. Хирурги странствовали по Империи Сасанидов и по торговому пути в Китай, разыскивая единомышленников везде, где только могли. Их влияние стало утрачиваться к четвертому веку нашей эры, по мере того, как древние учения погибали во все более скатывающемся к варварству мире. Христианские святые и истории о чудесных исцелениях, а также недоверие христиан к магии и астрологии только усилили сомнения в надежности лекарского ремесла. Когда западная половина Империи пала, Общество Хирургов распалось. Хирургам Западного Рима приходилось скрываться, а Хирурги Восточного распались на множество меньших гильдий. Во времена Юстиниана могущественные византийские Хирурги объединились в единое общество. Рассеянные по Средиземноморью, целители Хирургов в течение семи сотен лет копили злобу, храня обрывки учения Галена в арабских и романских университетах.

Орден Разума вдохнул в практически бессильных Хирургов новую жизнь. Обладая финансовой поддержкой, союзниками-единомышленниками и мотивацией, Хирурги преобразовали себя в Братство Гиппократа (Hippocratic Circle). К 1350 году нашей эры, Гиппократийцы сражались с чумой в общественных лечебницах. Члены Братства противостояли Церкви и знахарям, которых поддерживали Хористы и Вербена, но классическое наследие их учения даровали Гиппократийцам поддержку интеллигенции, а затем и все более светских правительств. Рост европейской гегемонии в 17 и 18 веках позволил им связаться с «потерянными» Хирургами всего мира, и сделал их всемирной организацией. Девятнадцатый век застал перемены в философии Гиппократийцев. В теории Галена набралось слишком много ошибок, и она стала слишком похожа на Герметическую, чтобы ей можно было пользоваться без опасений. Лидеры Братства обратились к новым зарождающимся теориям и генетике, направив Конвенцию к новой цели – к изменению, а не просто сохранению, жизни. Чистки Виктории перекрестили Братство Гиппократа в Биоинженеров, а Методологии и Методики вскоре обрели их нынешний облик.

Сегодня, Биоинженеры – сильная, но очень специализированная Конвенция. Они напоминают ничто иное, как научно-исследовательскую и опытно-конструкторскую организацию. В отличие от Синдиката, манипулирующего безбрежным морем коммерции Спящих, или Итерации Икс, покровительствующей всем видам технологий, Биоинженеры занимаются только фармацевтикой и биотехнологиями. Со временем, живые орнитоптеры могут стать настолько же обычными, как и автомобиль (и так будет, если Биоинженеры возьмут лидерство), но сейчас биологам необходимо работать вдали от глаз широкой общественности. Работа в лабораториях считается престижнее полевой, и это быстрый (а некоторые говорят, что и единственный) путь к продвижению. Продукция лабораторий Биоинженеров уже стала неотъемлемой частью Технократии. Животные-охотники и сторожа Биоинженеров усиливают отряды и Конструкты. Итерация Икс и НМП активно используют клонов в качестве шпионов, Людей в Черном и HIT. И, наконец, технологии клонирования Биоинженеров продлевают жизни высокопоставленных Технократов. Лидеры Союза стали практически бессмертными, а Биоинженеры – необходимыми.

Услуги

УСЛУГИ, ПРЕДОСТАВЛЯЕМЫЕ ЦКП «БИОИНЖЕНЕРИЯ»

 Обновленные цены на услуги ЦКП «Биоинженерия»
(Приложение 2 к Приказу ФИЦ Биотехнологии РАН № 82-Д от 14.05.2021)

ПЕРЕЧЕНЬ УСЛУГ

Обучение

Получить образование по специальности “Биоинженерия” можно во многих образовательных учреждениях. В общем для абитуриентов доступны 53 ВУЗа, в которых для обучения студентов используется двенадцать разных программ. Для поступления в ВУЗ абитуриент должен сдать ЕГЭ по биологии, химии, физике. Выбор программы зависит от уровня учебного заведения, профиля, материально-технической базы и будущей специальности, которую получат студенты.

• МГУ им. М.В. Ломоносова;
• МГМУ им. И.М. Сеченова;
• ИТМО;
• СПбАУ РАН;
• Санкт-Петербургский государственный университет;
• Военно-космическая академия имени А. Ф. Можайского Министерства обороны Российской Федерации;
• Московский педагогический государственный университет;
• Московский государственный гуманитарный университет имени М. А. Шолохова;
• Московский государственный областной университет.

Длительность обучения на стационаре составляет 4 – 5 лет, в зависимости от квалификации, “бакалавриат” или “специалист”. На магистратуре обучение длится два года. По завершению обучения в магистратуре вы сможете продолжить обучение в аспирантуре и после этого заниматься научно-исследовательской работой. Обучение в аспирантуре длится три года на очном отделении, и четыре года на заочном отделении. Также доступна дистанционная форма обучения, например, в университете С.Ю. Вите.

Перед поступлением обязательно ознакомьтесь с характеристикой ВУЗа, его материально-техническим обеспечением, преподавательским составом, доступными специальностями для обучения. Зная как можно больше информации вы точно сможете определиться с местом учебы. Также обязательно узнайте о том, какие предметы нужно будет сдавать и какой проходной балл необходим для поступления.

Если по окончании учебы вы защитите кандидатскую диссертацию, то это будет большим преимуществом в дальнейшей работе. Со степенью кандидата проще устроиться на работу в ВУЗ, научный центр. За научную степень вам будут доплачивать дотации к зарплате согласно тарифной сетке по специальности.

Во время обучения студенты будут осваивать много дисциплин, а именно будут учиться делать такие вещи:

• Конструировать модифицированные и новые биологические объекты;
• Проводить эксперименты с клетками и культурами клеток;
• Исследовать внутриклеточный транспорт токсичных молекул;
• Изучать структурные особенности и взаимодействие макромолекул;
• Осуществлять получение искусственных белков с заданным свойствами, синтезировать и изучать свойства таких белков;
• Проводить различные биоинженерные исследования (культивирование клеток различного происхождения, создание генно-инженерных конструкций, клонирование и т.д.);
• Изучать генетические маркеры выносливости и работоспособности человека;
• Создавать компьютерные программы, которые будут использоваться в биоинженерии и биоинформатике;
• Создавать специализированные и общедоступные биоинформационные сайты;
• Преподавать биоинженерию, биоинформатику и другие смежные дисциплины в различных образовательных учреждениях (вузах, колледжах).

Также во время учебы студенты будут проходить разные виды практики. Учебная и производственная практики могут проходить на современных фармацевтических и биофармацевтических предприятиях, в научно-исследовательских институтах медико-биологического и химического профилей, на кафедрах и в лабораториях вузов.

Обучение работника продолжается и на рабочем месте. Это происходит в виде производственной практики, посещении курсов повышения квалификации, посещении семинаров, на научно-практических конференциях и симпозиумах. Все это поможет повысить уровень квалификации, что в будущем отобразится на профессиональном росте и размере заработной платы.

Организация[]

Биоинженеры используют единую систему рангов, основанную на примере научных сообществ, для всех Методологий. Бесчисленные непросвещенные техники (Technicians) обслуживают лаборатории Конвенции. Некоторые работники – простые лаборанты, секретари или уборщики, не ведающие о сути их нанимателей, но в иных Мирах Техниками часто являются порождения генной инженерии большей или меньшей сложности. Также, Биоинженеры часто нанимают непросвещенных уличных агентов (Street Ops) и рекрутеров (Recruiters), пользующихся большим уважением в обмен на больший риск и относительную лояльность. Большая часть Техников, Уличных Агентов и Рекрутеров никогда не попадает в ряды Просвещенных, попросту распространяя цели Биоинженеров в школах, больницах и исследовательских учреждениях. Очень немногие оказываются способны к Просвещенному восприятию наук о жизни, и их отправляют на спецобучение как новых студентов.

Нижайший ранг Просвещенного персонала составляют студенты (Student Progenitors), работающие под руководством одного или нескольких наставников, уровнем не ниже Старшего Исследователя. В течение этого времени они маскируются под обычных студентов-выпускников, хотя некоторые из них исполняют опасные полевые работы. В конце обучения – которое длится от 2 до 8 лет, в зависимости от способностей и пожеланий студента – Студенты защищают свои исследовательские работы. С учетом того, что они выжили, Студенты повышаются до лаборантов-исследователей (Research Associate), выше которого большая часть Биоинженеров не продвигается никогда. ЛИ, под строгим наблюдением, выполняют лабораторные работы

Если они выживают, хорошо себя показывают, проявляют инициативу и, что наиболее важно, ведут правильные политические маневры, то получают собственные лаборатории и звания старших исследователей (Primary Investigator). СИ часто обнаруживают, что их лаборатории – не те царства свободы, о которых они грезили

Хоть они и имеют собственные рабочие помещения, им приходится сражаться за финансирование. А гранты обычно распределяются в зависимости от предыдущих заслуг, что становится проблемой для молодых ученых. Кроме того, СИ часто ведут проекты, заданные им их Конструктами. Выше Старших Исследователей – руководители научно-исследовательских работ (Research Directors), учителя многих студентов и главы одного или нескольких Конструктов в иных Мирах, а также сетей находящихся на Земле, в университетах, Биоинженеров. Под прикрытием больших кафедр биологии могут существовать целые команды Биоинженеров – Студентов, ЛИ, СИ и РНИР. Таким образом, Биоинженеры почти 200 лет направляли развитие этой науки. Плод десятилетий (а то и столетий) исследований и политики – научно-исследовательский институт (Research Directorate) – получает не каждый Биоинженер. Выше Института – академия (Administration), которая управляет всей Конвенцией, распределяет финансы и проводит свою волю через Отделение Чрезвычайных Ситуаций (Damage Control). Членство в Академии является строгим секретом – на это указывается вступительными требованиями сего высокого собрания. Академики предпочитают общаться с РНИР при помощи факсов и электронной почты, а не лично или через посредников.

Место работы

В первую очередь биоинженер – это научный сотрудник, и поэтому работать он может в различных исследовательских институтах, центрах и университетах. Помимо научных исследований специалист занимается преподаванием в учебных заведениям. Прекрасная возможность для карьерного роста – это проводить исследования в рамках международного проекта или гранта для крупных компаний, выделяющих для этого приличное финансирование. В некоторых случаях штатного биоинженера нанимают компании и корпорации, деятельность которых относится к сельскому хозяйству или медицине.

Устраиваясь на работу, специалист должен знать ключевые азы в области биологии, химии, физики и генетики. Также будущий работник должен владеть английским языком, так как во время работы придется общаться с иностранными коллегами, спонсорами и работодателями. Во время работы нужно будет посещать международные конференции, симпозиумы в качестве слушателя и докладчика, так что без знания английского языка никак не обойтись. Вам обязательно нужно уверенно владеть компьютером, специальным оборудованием и техникой. Также знать правила хранения реактивов, лекарств и препаратов.

Bioengineering vs biomedical engineering

Bioengineering and biomedical engineering might roll off the tongue similarly, but in practice there are notable differences between the two. Bioengineering is the study of applied engineering practices in general biology. It is the more broad topic when compared to biomedical engineering; bioengineering covers topics such as agriculture, pharmaceuticals, natural resources and foodstuffs, among others. In addition, it covers general medical practices, though biomedical engineering focuses more on this field than general bioengineering will. Bioengineering practices are applied to many different industries, including health care, but biological engineering practices are not explicitly for medical purposes.

Biomedical engineering is a more specialized version of bioengineering, utilizing many of the discipline’s principal theories and putting them to practice to improve human health. The field is focused on the production of new tools and processes that can be used in various health care contexts. Of all the fields of engineering, a biomedical engineer is likely to have one of the largest impacts on a person’s life. Biomedical engineers commonly work to solve issues that are present in the life sciences; those that work on prosthetics or the emerging field of cybernetics (more formally known as biomechatronics) may also be referred to as biomechanical engineers. Items like the pacemaker, artificial heart and cochlear implant are all results of biomedical innovation. Medical and surgical tools such as specialized robotic surgery suites also fall under their purview. Biomedical engineers also work to advance the efficacy of natural processes through biotechnology, such as tissue regeneration and cell diffusion. These engineers can be found in almost all fields of medicine. Wherever there’s a problem, they work to find a solution.

Bioengineers often focus on general theory that can be applied to various different areas of natural sciences to solve problems. Biomedical engineering, on the other hand, is more focused and practical, specifically in the context of health care. In this case, your personal philosophy can and should also play a role in the decision between the two. If you are interested in big picture ideas and creating new theoretical frameworks through which to approach biology, bioengineering would be a great fit. On the other hand, if you want to put established doctrine to use improving the health care field by creating or operating advanced biotechnological products, then biomedical engineering might be the preferred choice.

Личные качества, необходимые специалисту

Биоинженерия — профессия наукоемкая, поэтому для работы в ней необходимо иметь высокий интеллект и способности к обучению.

Кроме того, биоинженеру пригодятся:

• склонность к естественным наукам;
• терпение и усидчивость;
• любовь к исследованиям;
• аналитический склад ума;
• трудолюбие;
• готовность к кропотливой работе.

Биоинженерия относится к категориям «человек — техника» и «человек — природа».

Как стать биоинженером

Поскольку биоинженерия — передовая отрасль современной науки, лучше всего изучать ее в вузах, которые находятся в авангарде наук.

Немецкие вузы известны по всему миру своим качеством образования, новаторским подходом и богатой научно-технической базой

Для специальностей, требующих проведение научно-практических экспериментов, это идеальное место, поскольку в учебе большое внимание уделяется именно практической составляющей и самостоятельным проектам студентов. В ходе обязательной практики студенты зачастую оказываются в лабораториях известных компаний, и действительно талантливые и заинтересованные учащиеся могут еще до окончания вуза найти высокооплачиваемую и перспективную работу

Если же с работой не сложилось, в любом случае, останется опыт, которые пригодится в дальнейшем трудоустройстве.

Советуем изучить: Подбор программ обучения в вузах Германии

Узкие специализации в области биоинженерии:

• трансплантология;
• биоинженерные разработки в сфере сельского хозяйства;
• разработки методов утилизации отходов;
• разработки в области экологии.

Как понять, сможет ли эта профессия стать делом вашей жизни? Консультация в области карьерного ориентирования поможет это выяснить.

Профессии в рамках науки биоинженерии:

• генный инженер,
• биотехнолог,
• биоинженер,
• биоинформатик.

Безопасен ли биохакинг

Если не доводить биохакинг до крайности, не сдавать кровь каждые сутки и советоваться с врачом, прежде чем внедрять новые методы, опасности нет. Но существуют и странные методы.

Переливание более молодой крови

В 2014 году ученые из Стэнфорда провели эксперимент: объединили кровеносные системы старых и молодых мышей. Выяснилось, что молодые стволовые клетки способны излечивать заболевания, образовывать новые нейроны в мозге и повышать упругость мышц. Этот эксперимент вдохновил других ученых на создание стартапов, которые нацелены превратить молодую кровь в «эликсир молодости». Нейробиолог и сооснователь стартапа Elevian Ли Рубин предполагает, что исследования стволовых клеток помогут справиться со всеми возрастными заболеваниями.

Перенос микробиоты от здорового человека к больному

Обычно трансплантацию фекальной микробиоты используют в медицине, когда человеку с больным кишечником уже не помогают другие методы, но некоторые биохакеры считают, что так можно вылечить и расстройство кишечника. Например, в 2016 году Джозайя Зайнер пересадил микробиоту сам себе в надежде вылечить заболевания желудочно-кишечного тракта. Эксперимент засняли на камеру и превратили в короткометражный документальный фильм Gut Hack.

Есть и более общие случаи, когда биохакинг может навредить. Например, люди могут сдавать анализы, самостоятельно их расшифровать и принимать БАДы или медикаменты без согласования с врачом. В России это сделать просто: многие препараты продаются без рецепта.

Артем Васильев:

«У нас был случай: человек пошел в поликлинику, сдал анализ на тестостерон. Увидел, что значения ниже референсных, купил препарат в аптеке и стал принимать. В результате мы получили близкую к диабету картину, организм практически перестал вырабатывать тестостерон.

Дело в том, что нельзя ставить себе диагноз самостоятельно. При расшифровке анализов нужно учитывать дополнительные факторы, видеть картину в целом».

История развития

Истоки

Основы классической генетики были заложены в середине XIX века благодаря экспериментам чешского-австрийского биолога Грегора Менделя. Открытые им на примере растений принципы передачи наследственных признаков от родительских организмов к их потомкам в 1865 году, к сожалению, не получили должного внимания у современников, и только в 1900 году Хуго де Фриз и другие европейские ученые независимо друг от друга «переоткрыли» законы наследственности.

Параллельно с этим шел процесс формирования знаний о ДНК. Так, в 1869 году швейцарский биолог Фридрих Мишер открыл факт существования макромолекулы, а в 1910 году американский биолог Томас Хант Морган обнаружил на основе характера наследования мутаций у дрозофил, что гены расположены линейно на хромосомах и образуют группы сцепления. В 1953 году было сделано важнейшее открытие — американец Джон Уотсон и британец Фрэнсис Крик установили молекулярную структуру ДНК.

На подъеме

К концу 1960-х годов генетика активно развивалась, а ее важными объектами стали вирусы и плазмиды. Были разработаны методы выделения высокоочищенных препаратов неповрежденных молекул ДНК, плазмид и вирусов, а в 1970-х годах был открыт ряд ферментов, катализирующих реакции превращения ДНК.

Генная инженерия как отдельное направление исследовательской работы зародилась в США в 1972 году, когда в Стэнфордском университете ученые Пол Берг, Стэнли Норман Коэн, Герберт Бойер и их научная группа внедрили новый ген в бактерию кишечной палочки (E. coli), то есть создали первую рекомбинантную ДНК.

Техника ПЦР была впервые разработана в 1980-х годах американским биохимиком Кэри Маллисом. Будущий лауреат Нобелевской премии по химии (1993 года), обнаружил в специфический фермент — ДНК-полимеразу, который участвует в репликации ДНК. Этот фермент буквально считывает отрезки цепи нуклеотидов молекулы и использует их в качестве шаблона для последующего копирования генетической информации.

Новая эра

В 1996 году методом пересадки ядра соматической клетки в цитоплазму яйцеклетки на свет появилось первое клонированное млекопитающее — овца Долли. Это событие стало революционным в истории развития генной инженерии, потому что впервые стало возможным серьезно говорить о создании клонов и выращивании живых организмов на основе молекул.

О подразделении

Отдел успешно ведёт фундаментальные и прикладные исследования в области биомедицинских технологий, опираясь на 35-летний опыт, новейшие научные достижения и используя современную техническую базу.

Являясь пионерами в разработке биосовместимых материалов в России и обладая многолетним опытом работы в области материаловедения и клеточных технологий, отдел по сей день сохраняет за собой ведущие позиции в тканевой инженерии регенеративной медицине, а также в разработке и исследовании новых материалов медицинского назначения и трансдермальных терапевтических систем доставки лекарственных веществ. 

Отдел биомедицинских технологий и тканевой инженерии хорошо оснащен, что позволяет проводить исследования на современном уровне. Научный коллектив имеет в прямом доступе широкий набор оборудования, в том числе оригинального, необходимого для выполнения работ по всем направлениям проводимых исследований:

• оборудование для работы с клеточными культурами, включая методы гистологических и иммунногистохимических анализов. Имеется оборудованная чистая зона с системой HEPA фильтрации входящего и выходящего потоков воздуха, боксы биологической безопасности 2-го класса. Для проведения долговременных клеточных экспериментов с функцией визуализации в реальном времени имеется интерактивная оптическая система для длительных клеточных исследований IncuCyte Zoom и биостанция, а также разработанный перфузионный биореактор оригинальной конструкции для создания биоинженерных конструкций в динамических условиях. Техническая база также включает в себя проточный цитофлуориметр, ротационный автоматический микротом, оборудование для криохранения биологического материала;
• оборудование, в том числе установка для электроспиннинга и криомельница, для создания матриксов из синтетических и биологических материалов как каркасов биомедицинских клеточных продуктов;
• оборудование для разработки и исследования трансдермальных терапевтических систем: анализатор диффузии лекарственных препаратов, аппарат для теста «Растворение», стеклянный реактор;
• комплекс оборудования для проведения физико-химических исследований, в том числе ИК-Фурье спектрометр, масс-спектрометр, жидкостной хроматограф, дисперсионный анализатор, анализатор распределения частиц по размеру, спектрофлуориметр, спектрофотометры.

Основные направления научно-исследовательской работы отдела в последние годы:

• разработка и исследование 3D-матриксов из биотканей, синтетических и природных полимеров для биоинженерных конструкций с использованием технологий выщелачивания, ультрадиспергирования с радиационным микроструктурированием, гель-сублимации, электроспиннинга, биопринтирования, фотохимического микро- и наноструктурирования, сверхкритических флюидов;
• разработка способов получения тканеспецифических мелкодисперсных матриксов из децеллюляризованных тканей печени, поджелудочной железы и суставного хряща;
• создание и исследование клеточно- и тканеинженерных конструкций для стимуляции регенерации и/или замещения тканей печени, поджелудочной железы и суставного хряща in vitro и на разработанных экспериментальных моделях in vivo;
• разработка и исследование биополимерных трубчатых каркасов для создания тканеинженерных конструкций кровеносных сосудов малого диаметра, пищевода и трахеи;
• разработка и исследование биоинженерных конструкций на основе общей РНК клеток костного мозга и мезенхимальных стромальных клеток для стимуляции регенерации поврежденных органов и тканей;
• разработка и доклинические исследования трансдермальных терапевтических систем лекарственных субстанций таких, как иммунодепрессанты, иммуномодуляторы, гипогликемические и гормональные препараты и д.р.