Deniz Biyoteknolojisi Uygulamaları

Su ürünleri yetiştiriciliği / deniz biyoteknolojisinin en uygun uygulamalarından bazıları şunlardır:

Su Ürünleri:

Gıda ve Tarım Örgütü (FAO) su kültürünü “balık, yumuşakçalar, kabuklular ve su bitkileri dahil olmak üzere su organizmalarının kültürü” olarak tanımlamaktadır. Kültür, yetiştirme sürecine üretimi, stoklama, besleme, avcılardan koruma vb. Dahil olmak üzere bir tür müdahale anlamına gelir.

Kültür aynı zamanda, ekilmekte olan stoğun bireysel veya kurumsal sahipliğini de ifade eder ”. Basitçe söylemek gerekirse, su ürünleri yetiştiriciliği, su canlılarının üretimini manipüle etmek ve geliştirmek anlamına gelir. Bu uygulama deniz ürünleri endüstrisi üzerinde önemli bir etkiye sahiptir.

Dünyanın deniz ürünleri talebinin önümüzdeki otuz beş yıl içinde yüzde yetmiş oranında artması bekleniyor. Balıkçılıktan elde edilen deniz mahsulleri hasadı giderek azalırken, sanayi önümüzdeki yıllarda büyük bir kıtlık tehdidi altında.

Suda yaşayan türlerin yetiştirilmesi ve büyütülmesi için modern biyoteknolojik araçların kullanılması, yalnızca deniz ürünlerinin küresel taleplerini karşılamaya yardımcı olmakla kalmaz, aynı zamanda su ürünleri yetiştiriciliğini de arttırır. Bu teknikler aynı zamanda su organizmalarının sağlık, üreme, gelişme ve büyümesini geliştirir ve böylece çevreye duyarlı ve sürdürülebilir sistemlerin disiplinlerarası gelişimini destekler. Bu da, kültür balıkçılığının önemli ölçüde ticarileşmesine yol açacaktır.

transgenik:

Transgenik Balık:

Geleneksel balık yetiştiriciliği, balıklarda arzulanan özellikleri geliştirmek için balık kuluçkalarının seçilmesine dayanır. Ancak, bu işlem yavaş ve tahmin edilemez. Yeni moleküler araçlar, istenen özelliklerden sorumlu genlerin tanımlanması, izole edilmesi ve yapılandırılmasında ve daha sonra onları kuluçkaya aktarılmasında çok daha etkilidir.

Aslında transgenik balık üretimi, diğer transgenik memelilerin üretilmesinden çok daha kolaydır. Bunun nedeni, balıkların deney için çok miktarda genetik olarak homojen malzeme üretebilen çok sayıda yumurta üretmesidir (birkaç düzine ila birkaç bin).

Örneğin, zebra balığı (Brachydanio rerio) 1, 50.400 yumurta, Atlantik somonu (Salmo salar) 500.015.000 ve ortak sazan (Cyprinus carpio) 1, 00.000'den fazla yumurta üretir. Dahası, genler balık yumurtası yoluyla aktarıldıktan sonra, işlem manipülasyon gerektirmez. Bir balık kuluçkahanesinin bakımı, özellikle döllenmiş memeli dönüşümünün aksine, çok pahalı değildir.

Hastalık direnci:

Moleküler biyoloji, yaşam döngüleri ve patogenez mekanizmaları, antibiyotik direnci ve hastalık iletimi hakkında değerli bilgiler sağlar. Bu bilgi, konakçı bağışıklık, direnç, hastalıkların duyarlılığı ve ilişkili patojenleri anlamamızı geliştirebilir.

Bu anlayış denizcilik endüstrisi için büyük önem taşıyor. Örneğin, kültür balıkçılığının yüksek yoğunluklu koşulları balıklara çok fazla baskı yapmıştır ve bu da enfeksiyona karşı oldukça savunmasız kalmaktadır. Bu türden büyük bir salgın, tüm çiftçilik operasyonlarına ağır bir zarar vererek sektörde büyük kayıplara neden olmaktadır. Bu, çeşitli hastalıklara dayanabilen güçlü balık türleri geliştirerek önlenebilir.

Modern bilim, ekili sucul organizmaların sağlığını ve refahını arttırmanın yanı sıra hastalıkların vahşi stoklardan transferini azaltmak için muazzam fırsatlar sunar. Balıklarda hastalık direnci kapasitesini arttırmak için birkaç transgenik yaklaşım kullanılmıştır. Antisens ve ribozim teknolojileri, viral RNA'yı nötralize etmek veya yok etmek için kullanılır. Örneğin, Hematopoetik Nekroz Virüsü (HNV) salmonidlerde ciddi mortaliteye neden olur ve bu virüsü nötralize etmek salmonid büyümesini artırabilir.

Diğer bir yöntem, viral kaplama proteinlerini (HNV'nin 66kDa G-proteini gibi) konakçı zarda ifade etmektir. Bu, reseptör bağlama bölgelerine bağlanmayı hızlandıracak ve böylece viral penetrasyonu en aza indirecek şekilde viral bağlama bölgeleri ile rekabet edecektir. Joann Leong ve Oregon Eyalet Üniversitesi'ndeki grubu bu çalışmayı bildirmiştir.

Bununla birlikte, hastalık enfeksiyonuyla mücadelede en etkili yöntem, antimikrobiyal ve antibakteriyel maddeleri eksprese ederek konakçının kendi bağışıklık sistemini güçlendirmektir. Maganinler ve lizozim gibi antibakteriyel peptitler, konağın çok çeşitli patojenlere karşı savunma tepkisini arttırmak için test edilmektedir.

Ters transkriptaz-polimeraz zincir reaksiyonu (RT-PCR) tekniği, suda yaşayan birnavirüsün tanımlanmasını ve saptanmasını mümkün kılmıştır. Bu virüsler, sayısız balık türünden ve omurgasız hayvandan virüs içeren virüsleri içeren Birnaviridae ailesindeki en geniş ve en çeşitli grubu oluşturur.

Bu türlerin birçoğu kültürlü ve vahşi tatlı su ve deniz türlerinde hastalıklara neden olmaktadır. RT-PCR testi, pankreas nekrozu virüsü gibi balık hastalık maddelerinin tespiti için hücre kültürü metotlarının hızlı ve güvenilir bir alternatifidir. Ayrıca balık hastalıklarının önlenmesini ve kontrolünü de artırabilir.

Deniz biyoteknolojisinin bir başka önemli uygulaması, araştırmacıların beyaz mersin balığı yetiştiriciliğini azaltan, bulaşıcı ve ölümcül bir hastalığın nedenini deşifre ettiği Kaliforniya Üniversitesi'nde görülmüştür. Gen manipülasyonlarını kullanarak, bu bilim insanları, hastalıksız üreme stoklarının geliştirilmesinde yardımcı olacak beyaz Strugeon iridovirüsünün varlığını tespit etmek için protokoller geliştirdiler.

Donmaya Dayanıklı Balık:

Rekombinant teknikler, çeşitli türlerde donma direnci sağlamak için bir antifriz protein (AFP) genini transfer etmek için kullanılabilir. AFP'ler, birkaç soğuk su deniz teleostu tarafından üretilir (kış pisi balığı, okyanus musluğu, deniz kuzgunu, shorthorn sculpin gibi). Bu proteinler kandaki buz kristali oluşumunu önler ve böylece balıkların donmasını önler.

Ne yazık ki, Atlantik somonu gibi ticari olarak önemli olan birçok balık bu tür genleri taşımaz ve bu nedenle sıfırın altındaki sıcaklıklarda hayatta kalamaz. Bu geni ekleyerek transgenik Atlantik somon balığı geliştirmek balık endüstrisi için oldukça verimli olabilir. AFP'lerin ayrıca domuz oositleri için hipotermi koruması sağladığı ve soğuk korumada faydalı olabileceği bildirilmiştir. AFP geni bulunan transgenik altın balığı düşük sıcaklıklarda daha iyi hayatta kalır.

Büyüme Hızı :

Genetik manipülasyonlar, balık kültüründe büyüme oranını önemli ölçüde artırabilir. Bir yöntem, büyüme hormonu genlerinin döllenmiş somon yumurtaları içine mikroenjeksiyonudur. Bu, büyüme oranlarını yüzde otuz ila altmış oranında hızlandırdı. Büyüme hormonu geninin fazladan bir kopyasını bir balık embriyosuna (tilapia) erken bir aşamada koymak, büyüme hızını beş kat arttırdı.

Üreme :

Balık yetiştiriciliği sektörü için üreme önemli bir konudur. Balıklar olgunlaştıkça büyüme hızları yavaşlar ve et kalitesi bozulur. Olgunlaşma işlemini bastırmanın biyoteknolojik yöntemleri, bu tür balıkların kalitesini korumak için faydalı bir şekilde kullanılabilir. Bu teknikler ayrıca üreme dışı (steril) türler geliştirerek bazı balık türlerinin üremesini düzenlemek için de kullanılabilir.

Mono-cinsel organizmalar veya sterilize edilmiş türler, çiftlikten vahşi bir etkileşime girme riski taşımadığından, bu türler çok büyük ticari değere sahiptir. Bu türler ayrıca korunmuş sperm stokunun yeniden oluşturulmasını sağlar ve stok tanımlaması için gen belirteçleri sağlar. Bu nedenle, bu teknikler vahşi kaynağın korunmasında yardımcı olur.

Araştırmacılar ayrıca deniz omurgasızlarının genini değiştirmek için değiştirilmiş viral parçacıkları (retroviral vektörler) kullanma teknikleri geliştirdiler. Bu, bir deniz organizmasında DNA'nın değişiminin gösterildiği ilk moleküler biyoloji uygulamasıdır. Artık, vektörün hemen hemen her türlü hücreye girmesine izin veren yeni bir viral zarf kullanarak cüce sörf istiridye genetik olarak değiştirilebilmektedir.

Diğer önemli gelişmelerde, bilim adamları vektörlere bir 'muhabir gen' tasarladılar. Bu muhabir gen döllenmiş surfclam yumurtasına, gen implantasyonunun göstergesi olan mavi bir renk vermesini sağlar.

Bu çalışmanın, ticari istiridye istiridye, istiridye ve deniz yosunu stoklarına saldıran hastalıklarla mücadelede yeni bir araç sağlaması bekleniyor. Kültürlenmiş kabuklu deniz hayvanlarının hastalıktan korunmasından sorumlu olan genler tanımlandıktan sonra, bu koruyucu genleri doğrudan kuluçka stoğuna vermek için retroviral vektörler kullanılabilir.

Elektroporasyon gibi teknikler yabancı DNA'nın abalone (fish) embriyolarına dahil edilmesinde etkilidir. Minnesota Üniversitesi'nden bilim adamları, balıklarda genetik yalıtkan sekanslarını (tavuk ve meyve sineği DNA'sından elde edildi) başarıyla kullandılar ve yabancı genleri açmak için en iyi şekilde çalışan gen kontrolörlerini keşfettiler.

koruma:

Nesli tükenmekte olan birçok tür dahil, önemli suda yaşayan mikrop plazmasını tanımlamak ve karakterize etmek için moleküler araçlar kullanılabilir. Bu araçlar birçok su türünün genomunun analizini mümkün kılmıştır. Ayrıca gen regülasyonu, ekspresyonu ve cinsiyet tayininin moleküler temelini anlamamıza yardımcı oldular. Bu tür, stok ve popülasyon tanımlamak için kullanılan metodolojileri geliştirebilir.

Bu tür moleküler yaklaşımlar şunları içerir:

1. İşaretleyici destekli seçim teknolojilerinin geliştirilmesi

2. Transgenik tekniklerin hassasiyetini ve verimliliğini arttırmak

3. Balık stoklarında polimorfizmi bilmek için DNA parmak izi

4. Gamet ve embriyoların kriyo koruması için teknolojilerin geliştirilmesi

Bu teknikler doğal ekosistemlerin biyolojik çeşitliliğini korumamıza yardımcı olabilir. Biyoteknolojik araçlar, Atlantik somonu, soyulmuş levrek, pisi balığı, çipura, levrek ve bazı deniz tropik gibi ekonomik açıdan önemli balıkların yumurtlamasını kontrol eden hormonal protokoller geliştirmek için de kullanılabilir.

Yosunlar ve Ürünleri:

Deniz yosunları deniz ortamında bulunan deniz yosunlarıdır (makro yosunlar). Bunlar gerçek sap, kök ve yaprakları olmayan denizde yaşayan bitkilerdir. Kara bitkileri gibi, deniz yosunları da fotosentetik makinelere sahiptir ve karbon dioksit ve sudan yiyecek ve oksijen üretmek için güneş ışığını kullanırlar. Yosunların çoğu kırmızı (5500 sp.), Kahverengi (2000 sp.) Veya yeşildir (1200 sp.).

Yosunlar, zengin bir besin kaynağı, yemdir ve sınai olarak önemli kimyasal bileşikler barındırır. Aslında, deniz yosunu milyar dolarlık bir endüstridir. En değerli deniz yosunu, dünyadaki en önemli insan gıda kaynağı olan kırmızı alg Porphyra veya nori'dir. Dünya çapındaki üretimi yaklaşık on dört milyar sayfa seviyesindedir ve her yıl yaklaşık 1.8 milyar ABD doları değerindedir.

Diğer yenebilir deniz yosunları Gracilaria, Undaria, Laminaria ve Caulerpa'dır. Karayipler için endüstriyel açıdan önemli deniz yosunları, Chondrus, Eucheuma ve Kappaphycus, aljinatlar (Ascophyllum, Laminaria, Macrocystis) ve agar-agar (Geledium ve Gracilaria) gibi türleri içerir. Aynı zamanda, phycocolloides olarak da adlandırılan bu önemli polisakkaritler dünya genelinde zararsız olarak kabul edilmektedir.

Agar-Agar:

Agar genellikle Gelidium ve Gracilaria gibi kırmızı yabani otlardan elde edilir. Agar iki önemli bileşen içerir - aga bileşiklerini kağıt üretimi, kültür ortamı, gıda maddelerinin korunması ve paketleme, deri, süt ürünleri ve kozmetik endüstrisi için son derece yararlı kılan Agaroz ve Agropektin.

Karajenan en:

Kararageananlar genellikle Eucheuma ve Chondrus türlerinden elde edilir. Farklı karragenan formlarına kappa, lambda, iota, mu ve epsilon denir. Karragenan üretiminin yaklaşık yüzde yirmi kozmetik ve ilaç endüstrisi tarafından emülsiyonların dengeleyicileri olarak kullanılmaktadır. Carrageenans ayrıca nişasta içermeyen tatlılar, salata sosları, jöleler, reçeller, şuruplar ve puding sosları gibi diyet yemeklerinde kullanılır.

aljinatlar:

Aljinatlar sodyum, kalsiyum veya potasyum aljinat tuzlarıdır ve çok çeşitli ürünlerde kullanılır. Aljinik asit genellikle Laminaria, Ecklonia ve Macrocystis'ten ekstrakte edilir. Aljinatlar kremler ve losyonlarda emülgatörler ve emülsiyon stabilizatörleri olarak kullanılır. Sodyum aljinat, sabunlarda ve tıraş kremlerinde yağlama maddesi olarak işlev görür. Aljinatlar ayrıca metabolit üreticileri veya biyo-dönüştürücüler olarak kullanılan mikropların, bitki ve hayvan hücrelerinin kapsüllenmesinde kullanılır.

Terapötik Ajanlar:

Kozmetik endüstrisindeki deniz yosunu özlerinin yaygın olarak uygulanması, deniz yosunları ve özlerinin terapötik ajanlar olarak kullanıldığı "Talasoterapi" yi doğurmuştur. Talasoterapi tedavisinde deniz suyu ve deniz yosunları, cildin pH'ını detoksifiye etmek ve aynı anda yeniden dengelemek için insan vücudunun hücrelerine etki etmek için kullanılır.

Bu terapi için kullanılan deniz yosunları A, E, C ve B vitaminleri, amino asitler, hormonlar ve iyot bakımından zengin olan Laminaria digitata'yı içerir. Metabolizma hızını arttırır ve ayrıca hücrelerde oksijen tüketimini uyarır ve ısı üretimini azaltır.

Deniz yosunlarından elde edilen diğer bileşikler arasında terpenler, amino asitler, fenoller, pirolik maddeler, arsenosugarlar, steroller (fukosterol gibi), renklendiriciler (kırmızı alglerden fitoterrinler ve kahverengi alglerden elde edilen hine'ler) ve amino asitler (kondrin, gigartin, kainik asit veya β; karoten) de muazzam değerdedir. Spirulina, mavi yeşil bakteriler (sinobakteriler) ve Ascophyllum nodosum diyet yardımcıları, genel tonikler ve gençleştiriciler olarak etkili bir şekilde kullanılabilir.

Kırmızı, yeşil ve kahverengi alglerden elde edilen sülfatlanmış polisakaritlerin bazılarının antikoagülan özelliklere sahip olduğu bulunmuştur. Bunlar arasında, Codium fragile sp. Grateloupia dichotoma'dan atlanticum ve lambda-carrageenan ve carrageenan. Bu bileşikler, memeli dokularında bulunan ve kanın pıhtılaşmasına yardımcı olan heparin ile benzer özellikler gösterir. Bu ekstreler, koroner trombozun önlenmesinde kullanılan heparine mükemmel bir alternatif olarak işlev görür.

Bazı sülfatlanmış polisakaritler ayrıca antiviral özelliklere sahiptir. Karagenan Herpes Simpleks Virüsünü (HSV) inhibe etmek için kullanılmıştır. Son zamanlarda, İrlanda yosununun, HIV ile enfekte olmuş füzyon hücrelerine müdahale ederek ve ardından retroviral enzim ters transkriptazı inhibe ederek İnsan İmmün Yetmezlik Virüsünü (HIV) de inhibe ettiği görülmüştür.

Diğer birçok yosun ve ürünlerinin insan sağlığına doğrudan yararları vardır. Örneğin, Laminaria türleri iyot bakımından zengindir ve diyet içecekleri ve masaj kremleri üretmek için kullanılabilir. Benzer şekilde, Sargassum muticumm E ve K vitaminleri bakımından zengin, Lithothamnion ve Phymatolithon kalsiyum karbonat ve eser elementler bakımından zengindir. Moleküler araçlar bu türlerin sömürülmesine ve onlardan önemli ürünlerin toplanmasına yardımcı olabilir.

İlaç:

Biyoteknoloji araştırmacıları, çeşitli insan hastalıklarının tedavisi için büyük potansiyele sahip olan deniz ortamından birçok biyoaktif maddeyi izole etmişlerdir. Spesifik bir süngerden elde edilen 'Manoalide' bileşiği, çoğu anti-enflamatuar ajan olarak klinik denemelere giden üç yüzden fazla kimyasal analoğu üretti. Bilim adamları ayrıca sıtma paraziti Plasmodium falciparum'a karşı aktif olan birkaç deniz metaboliti tanımladılar.

Hawaii Üniversitesi'nde yapılan bir çalışmada araştırmacılar, karmaşık 'Depsipeptide' bileşiğinin varlığını bildirmişlerdir. Bu bileşiğin küçük miktarları yumuşakça Elysia rufescens'te ve onunla beslendiği alglerde bulunur. Depsipeptid, akciğer ve kolon tümörlerine karşı aktiftir ve yumuşakçaların genetik manipülasyonları test için yeterli miktarda ilaç üretebilir

Deniz bitkilerinden ve omurgasız hayvanlardan elde edilen diğer bir ilaç ise 'Psödopterosin'dir. Bu yeni diterpen glikozit iltihabı önler. Günümüzde kozmetik endüstrisinde yaygın olarak kullanılmasına rağmen, ilaç endüstrisinin klinik denemelerden sonra da fırtınası bekleniyor.

Yavaş büyüyen deniz omurgasızları olan Bryozoan 'Bugula neritina' nın lösemi için potansiyel bir ilaç kaynağı olduğu bildirildi. İlaç, hayvanın içinde veya üzerinde küçük miktarlarda bulunur. Omurgasız hayvanlar bakteri ile simbiyotik ilişki içinde yaşadıklarından, bakteri bryozoan'ı avcılara karşı koruyabileceği, büyüyebileceği yer karşılığında zehirli ilacı sentezler.

California Üniversitesi'ndeki araştırmacılar, ilacın bakteri tarafından büyük miktarlarda üretilebileceğini kanıtlamaya çalışıyorlar. Ayrıca, bakteri kültürü için geniş ölçekli yöntemler geliştirmeye çalışıyorlar. İlacın nasıl izole edilebileceğini çözmek için daha fazla araştırma yapılmaktadır.

Enzimler:

Birçok enzim deniz bakterilerinden izole edilmiştir. Bu enzimler, zorlu ortamlarda en iyi şekilde gelişmelerini sağlayan benzersiz özellikler gösterir. Bu enzimlerin bazıları, sına ve tuza karşı dirençlidir ve bu da endüstriyel işlemler için faydalı olmasını sağlar. Bu enzimlerin bazılarının uygulanabilirliğine bakalım.

Hücre dışı proteazlar deterjanlarda ve ters ozmoz membranlarının temizliği gibi endüstriyel temizlik uygulamaları için kullanılabilir. 'Vibrio alginolyticus', alışılmadık bir deterjan dirençli özelliği olan proteazları üretir - alkali serin eksproteaz. Bu deniz organizması aynı zamanda birçok endüstriyel ve ticari kullanıma sahip olan 'Kollajenaz' enzimini üretir.

Araştırmalar alglerin halojenin metabolitlere dahil edilmesini katalize eden eşsiz bir haloperoksidaz enzimi içerdiğini göstermiştir. Halojenasyon kimya endüstrisinde önemli bir işlem olduğu için bu enzimler son derece yararlıdır.

Japon araştırmacılar ayrıca, tıbbi, kozmetik ve gıda endüstrilerinde geniş uygulamaları olan yüksek miktarda enzim süperoksidaz dismutatı üretmek için bir deniz yosunu uyarma yöntemleri geliştirdiler. Termostabil enzimler, araştırma ve endüstriyel işlemlerde ilave bir avantaja sahiptir.

Termo-kararlı DNA değiştirici enzimler arasında polimerazlar, ligazlar ve sınırlama endonükleazları bulunur. Örneğin, Taq enziminin bulunduğu bir deniz organizmasıydı. Polimeraz izole edildi. Bu termo kararlı enzim, polimeraz zincir reaksiyonunun temeli oldu.

New Jersey'deki Rutgers Üniversitesi'nden araştırmalar, 'Thermotoga neapolitana'dan yeni bir' a-galaktosidaz 'enzimi izole etti. Bu enzim melibiyoz oligomerlerini hidrolize eder. Bu oligomerler, domuzlar ve tavuklar gibi mono gastrik hayvanlar için hayvan yemine dahil edilebilecek soya miktarını sınırlayan soya ve diğer fasulye ürünlerinin ana bileşenleridir (oligomerleri sindiremedikleri için). Bu nedenle, galatosidaz, melibiyozun çıkarılması ve soya ürünlerinden proteaz inhibitörlerinin çıkarılması için kullanılabilir.

Bilim adamları ayrıca, DNA replikasyonu sırasında biyoteknolojik işlemlerin etkinliğini artıracak (bakteri kaynaklı) DNA polimerazlarını elde etmeye çalışıyorlar. Ayrıca, çok soğuk okyanus ortamlarından soğuğa toleranslı enzimler üzerinde çalışıyorlar.

Termo philic bakterilerin primer metabolik yolaklarında yer alan çoğu enzim, ılıman sıcaklıklarda bulunan muadillerinden daha termo kararlıdır. Termo philic deniz mikroorganizmalarından enzimlerin ayrıntılı bir incelemesi, enzim termo stabilite mekanizmalarının anlaşılmasına önemli ölçüde katkıda bulunabilir ve bu nedenle endüstriyel uygulamalar için uygun enzimlerin tanımlanmasını mümkün kılar.

Biyomoleküller:

Son araştırmalar, deniz biyokimyasal işlemlerinin yeni biyomalzemeler üretmek için kullanılabileceğini göstermiştir. Şikago merkezli bir şirket, yumuşakça kabuklarının organik matrislerini oluşturan doğal maddeler üzerinde modellenen yeni bir biyolojik olarak çözünebilir polimer sınıfı ticarileştirdi.

Deniz ditomileri, kokoklitoforlar, yumuşakçalar ve diğer deniz omurgasızları tarafından ayrıntılı mineralize yapılar üretmek için kullanılan mekanizmalar nanometre ölçeğinde (bir metrenin milyarda birinden az) çok heyecan vericidir.

Bu nanometre ölçekli yapılar, tıbbi implantların, otomotiv parçalarının, elektronik cihazların, koruyucu kaplamaların ve diğer yeni ürünlerin imalatında devrim yaratabilecek biyo-seramiklerin yaratılması için mühendislik işlemlerinin anlaşılmasını geliştirebilir.

Biyobozunur Polimerler:

İstiridye kabukları, çok çeşitli kullanışlı endüstriyel özelliklere sahip yeni bir sentetik biyolojik olarak parçalanabilir polimer kaynağı sağlar. Bu polimerler su arıtma ve tarımsal uygulamalar için kullanılır. Illinois'deki Ford Ford Park için Donlar Şirketi, bu tür ürünler için potansiyel pazarın milyonlarca dolar değerinde olduğunu tahmin ediyor.

Kış pistinde bulunan doğal antifriz bileşiğini model olarak kullanan araştırmacılar, biyolojik olarak parçalanabilen ve uçaklar, otoyollar ve tarımsal ürünlerdeki buzlanmanın kontrolüne yardımcı olacak sentetik antifriz peptidleri de geliştiriyorlar.

Biyoremediasyon:

Biyoremediasyon, deniz ortamları ve su ürünleri yetiştiriciliği sorunlarına yönelik büyük bir potansiyele sahiptir. Bu işlem, petrol sızıntılarının üstesinden gelme, sızıntı nedeniyle zehirli kimyasal maddelerin karadan hareketi, atık su ve kimyasal atıkların bertarafı, manganez gibi minerallerin geri kazanımı ve su ürünleri yetiştiriciliğinin ve deniz ürünlerinin işlenmesinin yönetilmesine yardımcı olabilir.

ABD Louisiana Eyalet Üniversitesi'ndeki araştırmacılar, PCB'ler (Poly Chloro Biphenyls), PAH ve creosote gibi toksik kirleticileri metabolize etmek için geleneksel biyoteknolojik yaklaşımlar geliştirdiler. Ayrıca limanlar ve petrol üretim yapıları gibi deniz tesislerinden kurtarılan kullanılmış deniz kerestelerinin ve kazıklarının biyo işleminde ve geri dönüşümünde de başarılı oldular. Çalışmaları, odunun geri dönüşümünü sağlamak için, kreozot, bakır, krom, arsenik ve diğer toksik bileşiklerin işlenmiş odundan çıkarılması için yeni yollar sağlamıştır.

Rekombinant araçlar, suyun dekontaminasyonunu kolaylaştırmak için metalotiyoninler (metal bağlayıcı proteinler) üreten bitki ve hayvan genlerini deniz organizmalarına aktarmak için de kullanılabilir. Bilim adamları tavuklu metalotiyonin genini tek hücreli yeşil algler olan 'Chlamydomonas reinhardtii' ye yerleştirdiler ve bunun kadmiyuma kontamine olmuş sularda daha yoğun alg gelişmesini sağladıklarını bildirdiler.

Bilim adamları ayrıca protozoa adı verilen tek hücreli organizmaların yakınında yağı beş kat daha hızlı sindirebilecek yeni bakteri geliştirdiler. Protozoalar kirletici bakterileri yediklerinden, bunların ortadan kaldırılmasının muhtemel bozulma oranlarını artıracağı öngörülmektedir. Bu protozoaların biyolojik bozunma için önemli olduğu öne sürülmüştür. Araştırmacılar ayrıca protozoanın bakterileri hidrokarbonları daha hızlı yemelerine nasıl yönlendirdiğini deşifre etmeye çalışıyor.

Deniz organizmaları da toprak, su ve kirlenmiş bölgelerdeki herbisit konsantrasyonlarını tespit etmek için kullanılmıştır. Geliştirilen deney, lux genini genomunda taşımak için genetik olarak tasarlanmış bir sinos-bakteri üzerine kuruludur.

Bu lüks protein, kimyasal reaktif dode-canal varlığında ışık emisyonuna neden olur. Fotosentetik makine üzerinde etkili olan herbisit varlığında, siyano-bakterinin ışık yayılımı, mevcut herbisit konsantrasyonuna göre ölçülebilecek ve kalibre edilebilecek şekilde azaltılır.

Biyoteknolojik araçlar da hasarlı ortamı geri yüklemek için kullanılabilir. Örneğin, Florida Üniversitesi'nden yapılan araştırmalar, deniz yulafları ve diğer kıyı bitki örtüsünü üretmek için kullanılan mikro yayılım tekniklerinin çevresel onarımda yardımcı olabileceğini göstermektedir.

Tüm bu bilimsel ilerlemeye rağmen, değerli deniz kaynaklarının büyük bir hazinesi hala keşfedilmemiş durumda. Modem tekniklerini kullanarak deniz biyo-teknolojisini ve potansiyelini anlamak devrimci olabilir. Bu, biyomalzemeler, eczacılık, teşhis, su ürünleri yetiştiriciliği, deniz ürünleri, biyolojik ıslah, biyofilm ve korozyon gibi alanları içerir. Ayrıca, insan türünün iyileştirilmesi için hasat edilebilecek deniz bitkileri ve faunasının geliştirilmesinde önemli bir rol oynayabilir.