La biotecnologia è spesso considerata sinonimo di ricerca biomedica, ma ci sono molte altre industrie che sfruttano i metodi biotecnologici per studiare, clonare e alterare i geni. Ci siamo abituati all'idea di enzimi nella nostra vita quotidianae molte persone hanno familiarità con le controversie che circondano l'uso di OGM nei nostri alimenti. L'industria agricola è al centro di quel dibattito, ma dai tempi di George Washington Carver, la biotecnologia agricola ha prodotto innumerevoli nuovi prodotti che hanno il potenziale per cambiare la nostra vita per il meglio.
I vaccini orali sono in cantiere da molti anni come una possibile soluzione alla diffusione della malattia nei paesi sottosviluppati, dove i costi sono proibitivi per la vaccinazione diffusa. Colture geneticamente modificate, generalmente frutta o verdura, progettate per trasportare proteine antigeniche da agenti patogeni infettivi, che innescheranno una risposta immunitaria quando ingerite.
Un esempio di questo è un vaccino specifico per il paziente per il trattamento del cancro. Un vaccino anti-linfoma è stato realizzato utilizzando piante di tabacco che trasportano RNA da cellule B maligne clonate. La proteina risultante viene quindi utilizzata per vaccinare il paziente e rafforzare il sistema immunitario contro il cancro. Vaccini su misura per il trattamento del cancro hanno mostrato notevoli promesse negli studi preliminari.
Le piante sono utilizzate per produrre antibiotici sia per uso umano che animale. L'espressione delle proteine antibiotiche nei mangimi, alimentata direttamente dagli animali, è meno costosa della tradizionale produzione di antibiotici, ma questa pratica aumenta molti bioetica problemi perché il risultato è un uso diffuso, forse non necessario, di antibiotici che possono favorire la crescita di antibiotici resistenti batterico tensioni.
Diversi vantaggi nell'uso delle piante per produrre antibiotici per l'uomo sono i costi ridotti a causa della maggiore quantità di prodotto che può essere prodotta dalle piante rispetto a unfermentazione unità, facilità di purificazione e ridotto rischio di contaminazione rispetto a quello dell'utilizzo di cellule di mammifero e terreni di coltura.
C'è di più nella biotecnologia agricola oltre a combattere le malattie o migliorare la qualità del cibo. Ci sono alcune applicazioni puramente estetiche, e un esempio di ciò è l'uso delle tecniche di identificazione e trasferimento dei geni per migliorare il colore, l'olfatto, le dimensioni e altre caratteristiche dei fiori.
Allo stesso modo, la biotecnologia è stata utilizzata per apportare miglioramenti ad altre piante ornamentali comuni, in particolare arbusti e alberi. Alcuni di questi cambiamenti sono simili a quelli apportati alle colture, come il potenziamento della resistenza al freddo di una razza di pianta tropicale in modo che possa essere coltivata nei giardini del nord.
L'industria agricola svolge un ruolo importante nell'industria dei biocarburanti, fornendo le materie prime per la fermentazione e la raffinazione del bioolio, del biodiesel e del bioetanolo. L'ingegneria genetica e le tecniche di ottimizzazione degli enzimi vengono utilizzate per sviluppare materie prime di migliore qualità per una conversione più efficiente e maggiori output BTU dei prodotti a combustibile risultanti. Le colture ad alto rendimento e ad alta intensità energetica possono ridurre al minimo i costi relativi associati alla raccolta e al trasporto (per unità di energia derivata), con conseguente aumento del valore dei prodotti del carburante.
Il miglioramento dei tratti vegetali e animali attraverso metodi tradizionali come l'impollinazione incrociata, l'innesto e l'allevamento incrociato richiede tempo. I progressi della biotecnologia consentono di apportare rapidamente cambiamenti specifici, a livello molecolare, attraverso la sovraespressione o la delezione di geni o l'introduzione di geni estranei.
Quest'ultimo è possibile utilizzando meccanismi di controllo dell'espressione genica come specifici promotori genici e fattori di trascrizione. Metodi come la selezione assistita da marcatori migliorano l'efficienza di "dirette" allevamento di animali, senza le controversie normalmente associate agli OGM. I metodi di clonazione genica devono anche riguardare le specie differenze nel codice genetico, presenza o assenza di introni e modifiche post-traduzionali come metilazione.
Per anni, il microbo Bacillus thuringiensis, che produce una proteina tossica per gli insetti, in particolare la trivellatrice per mais europea, è stata utilizzata per spolverare le colture. Per eliminare la necessità di spolverare, gli scienziati hanno inizialmente sviluppato mais transgenico che esprime proteine Bt, seguito da patate Bt e cotone. Le proteine Bt non sono tossiche per l'uomo e le colture transgeniche rendono più facile per gli agricoltori evitare costose infestazioni. Nel 1999, sono emerse polemiche sul mais BT a causa di uno studio che suggeriva che il polline migrasse sull'albero di latte dove uccideva le larve di monarca che lo mangiavano. Studi successivi hanno dimostrato che il rischio per le larve era molto piccolo e, negli ultimi anni, la controversia sul mais Bt ha spostato l'attenzione sull'argomento della resistenza agli insetti emergenti.
Da non confondere parassiti resistenza, queste piante tollerano di consentire agli agricoltori di uccidere le erbacce circostanti senza danneggiare selettivamente il loro raccolto. L'esempio più famoso di questo è la tecnologia Roundup-Ready, sviluppata da Monsanto. Introdotte per la prima volta nel 1998 come soia GM, le piante Roundup-Ready non sono influenzate dall'erbicida glifosato, che può essere applicato in quantità copiose per eliminare qualsiasi altra pianta sul campo. I vantaggi di questo sono risparmi di tempo e costi associati alla lavorazione convenzionale per ridurre le erbacce o molteplici applicazioni di diversi tipi di erbicidi per eliminare specifiche specie di erbe infestanti selettivamente. I possibili svantaggi includono tutti gli argomenti controversi contro gli OGM.
Gli scienziati stanno creando alimenti geneticamente modificati che contengono nutrienti noti per aiutare a combattere le malattie o la malnutrizione, per migliorare la salute umana, in particolare nei paesi sottosviluppati. Un esempio di questo è Riso Dorato, che contiene beta-carotene, il precursore della produzione di vitamina A nei nostri corpi. Le persone che mangiano il riso producono più vitamina A, un nutriente essenziale che manca nelle diete dei poveri nei paesi asiatici. Tre geni, due da narcisi e uno da un batterio, in grado di catalizzare quattro reazioni biochimiche, sono stati clonati nel riso per renderlo "D'oro". Il nome deriva dal colore del grano transgenico a causa della sovraespressione del beta-carotene, che dà alle carote la loro arancia colore.
Meno del 20% della terra è seminativo, ma alcune colture sono state geneticamente modificate per renderle più tolleranti a condizioni come salinità, freddo e siccità. La scoperta di geni nelle piante responsabili dell'assorbimento di sodio ha portato allo sviluppo di tramortire piante in grado di crescere in ambienti ad alto contenuto di sale. L'up-o la down-regola della trascrizione è generalmente il metodo usato per alterare la tolleranza alla siccità nelle piante. Le piante di mais e di colza, in grado di prosperare in condizioni di siccità, sono al quarto anno di vita prove sul campo in California e Colorado, e si prevede che raggiungeranno il mercato in 4-5 anni.
La seta di ragno è la fibra più lunga che l'uomo conosca, più forte del Kevlar (usato per realizzare giubbotti antiproiettile), con una resistenza alla trazione maggiore dell'acciaio. Nell'agosto 2000, la società canadese Nexia annunciò lo sviluppo di capre transgeniche che producevano proteine della seta di ragno nel loro latte. Mentre questo ha risolto il problema della produzione in serie delle proteine, il programma è stato accantonato quando gli scienziati non sono riusciti a capire come trasformarle in fibre come fanno i ragni. Entro il 2005, le capre erano in vendita per chiunque le prendesse. Mentre sembra che l'idea della seta di ragno sia stata messa sullo scaffale, per il momento, è una tecnologia che sicuramente riapparirà in futuro, una volta raccolte più informazioni su come sono le sete intrecciata.