Биоинженерия

Обязанности биотехнолога

Функциональные должностные обязанности специалиста-биотехнолога во многом зависят о того, в какой сфере промышленности он работает.

Если биотехнолог работает в области фармацевтики, он должен:

• разрабатывать состав и технологию производства лекарственных препаратов и пищевых добавок;
• принимать участие при внедрении нового технологического оборудования;
• испытывать новые открытые технологии на производстве;
• совершенствовать разработанные ранее технологии;
• участвовать при выборе оборудований, материалов, сырья для создания новых технологий;
• контролировать правильность выполнения технологических дополнительных операций;
• разрабатывать ТЭП (технико-экономические показатели) лекарственных препаратов;
• пересматривать ТЭП и вносить изменения в них в случае замены отдельных составляющих или при изменении технологии изготовления;
• вести необходимую отчетность и документацию.

Если специалист-биотехнолог работает в научно-исследовательской области, то он должен принимать участие в исследованиях, открытиях генной и клеточной инженерии, а также создавать методические разработки.

Специальность биотехнолога необходима в сфере охраны окружающей среды. В таком случае работа предполагает следовать таким обязанностям:

• проводить биологическую чистку сточных вод и территорий с повышенной загрязненностью;
• утилизировать бытовые и промышленные отходы.

Работа в образовательном учреждении предполагает преподавание студентам биологических и смежных дисциплин.

Специальность «биотехнолог» — творческая, научно-исследовательская, интересная и крайне необходима социуму.

Работа в биотехнологии

Первые зачатки такой профессии, как биотехнология появились довольно давно. Произошло это в то время, когда человек только начал осваивать процесс брожения для изготовления вина и выпекания хлеба. В самостоятельную науку биотехнология была выделена в 19 веке.

На данный момент биотехнология является одной из самых развивающихся специальностей в мире. Биотехнолог может заниматься не только научной деятельностью, но и прикладной. Во многих областях промышленности требуется наличие в штате команды биотехнологов. Такие отрасли, как энергетика, медицина, фармацевтика, экология, пищевая промышленность и многие другие нуждаются в специалистах в области биотехнологии и химии.

Промышленная биотехнология

В отрасль «Промышленная биотехнология» входят такие специальности, как:

• биоэнергетика;
• биотехнологическая очистка сточных вод;
• сельскохозяйственная биотехнология;
• биогеотехнология;
• биоэлектроника;
• биотехнология в медицине;
• биотехнология в пищевой промышленности;
• биотехнология молочных продуктов.

Химическая технология и биотехнология

Химическая технология как профессия относится к части технических наук, где необходимо знание химических и физических законов, а также математики.

Инженеры-химики могут работать в таких областях, как:

• нефтепереработка;
• производство косметики и тканей;
• производство электроэнергии;
• пищевая промышленность.

Особо ценными сотрудниками инженеры-химики будут в фармацевтике.

Пищевая биотехнология специальность

Биотехнолог в пищевой промышленности занимается тем, что контролирует качество выпускаемой продукции. Следит за последовательностью процесса приготовления продуктов. Разрабатывает рецептуру производства товаров и следит за состоянием оборудования, а также температурным режимом в производственных помещениях.

Работать биотехнолог пищевой промышленности может на любых предприятиях, занимающихся производством продуктов питания.

Биотехнологии клонирования

Клонирование – это процесс получения клонов (то есть потомков полностью идентичных прототипу). Первый опыт клонирования был проведен на растениях, которые клонировались вегетативным путем. Каждое отдельное растение, которое получилось вследствие клонирования, называлось клоном.

В процессе развития генетики это термин начали применять не только к растениям, но и к генетическому выведению бактерий.

Уже в конце ХХ века ученые начали активное обсуждение клонирования человека. Таким образом, термин «клон» стал употребляться в СМИ, а позже и в литературе и искусстве.

Что касается бактерий, то у них клонирование – это практически единственный способ размножения. Именно «клонирование бактерий» употребляется в том случаи, когда процесс искусственный и им управляет человек. Этот термин не касается естественного размножения микроорганизмов.

Генетическая инженерия

Генная инженерия – это искусственные изменения в генотипе микроорганизма, вызванное вмешательством человека, для получения культур с необходимыми качествами.

Генная инженерия занимается исследованиями и изучением не только микроорганизмов, но и человека, активно изучает заболевания, связанные с иммунной системой и онкологией.

Узкие специализации биотехнолога

• биотехнолог-фармацевт – разрабатывает медикаменты, вакцины, сыворотки против неизлечимых ранее болезней, диагностику с помощью биосенсоров, чипов ДНК (красная биотехнология);
• биотехнолог-пищевик – занимается производством алкоголя, аминокислот, ферментов безвредным для окружающей среды способом (белая биотехнология);
• биотехнолог-эколог – осуществляет санацию почв, создает технологии для чистки канализации, обеззараживания воздуха методом биоремедиации (серая биотехнология);
• биотехнолог, участвующий в развитии сельского хозяйства – создает новые культуры с высокой урожайностью, способные противостоять болезням, грибкам, климату (зеленая биотехнология);
• биотехнолог-парфюмер – синтезирует новые ароматы духов, одеколонов, туалетной воды;
• биотехнолог-ветеринар – занимается вопросами клонирования;
• биотехнолог-энергетик – участвует в создании альтернативных вариантов топлива на основе биокомпонентов.

Плюсы и минусы профессии

Плюсы

1. Очень перспективная сфера деятельности. Рост массивов данных приведет к еще большей востребованности биоинформатиков.
2. Из года в год в этом сегменте наблюдается стабильный рост заработных плат.
3. Перед биоинформатиками открыты все двери – от отечественных исследовательских центров до респектабельных мировых IT-компаний.
4. Для работы используются математические методы, компьютерные программы, поэтому биоинформатики не взаимодействуют с пациентами или биологическими материалами.
5. Знание языков программирования и основ прикладной математики позволяют биоинформатику выбрать другой сегмент деятельности. Например, классическое программирование, разработка и тестирование программ.
6. Постоянное саморазвитие и совершенствование профессиональных навыков.
7. Возможность заниматься анализом массивов данных, зная, что результаты работы в перспективе спасут жизни тысяч людей.
8. Области исследования биоинформатики получают активную поддержку государства.

Минусы

1. Работая сидячая, сопряжена с усиленной мозговой активностью.
2. Профессия больше подходит для людей, имеющих технический склад ума.
3. У молодых биоинформатиков, не имеющих опыта работы, могут возникнуть проблемы при трудоустройстве.
4. Некоторые врачи с недоверием относятся к этому междисциплинарному направлению.

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.

Краткое описание

Наноинженерия появилась не так давно, но уже стала одной из самых востребованных и перспективных наук. Российский кадровый рынок нуждается в наноинженерах, на данный момент сегменту требуется более 100 тыс. человек. Результаты деятельности наноинженеров в перспективе активно будут использоваться в сфере космических технологий, электроники, машиностроения, медицины. Крупные страны заинтересованы в быстрейшем развитии этой науки, позволяющей создавать детали, механизмы, материалы, органы, биоимпланты, роботов и иные технологии, о которых еще 50 лет назад человечество могло лишь мечтать.

Где учат профессии?

Профориентация определена, абитуриент выбрал профессию биотехнолога: где учиться? Особенности специальности предполагают соответствующие факультеты, в зависимости от выбранной отрасли народного хозяйства. Факультеты биотехнологии есть практически во всех государственных университетах в нашей стране и за рубежом. Биотехнологов готовят технические, сельскохозяйственные, пищевые, технологические университеты по различным направлениям и специализациям.

Факультеты биотехнологии специальности предлагают следующие:

• Промышленная биотехнология.
• Экобиотехнология и биоэнергетика.
• Биотехника и инженерия.
• Биоинформатика.
• Молекулярная биотехнология.
• Оборудование для биотехнологических производств.
• Фармацевтическая биотехнология.
• Химические технологии пищевых добавок и косметических средств.
• Химические технологии и инженерия.

Образование

Молодёжь последнего десятилетия заинтересованностью значительно повысила престиж профессии. Места в вузах заполнены на 100%. В зависимости от направления будущие абитуриенты готовятся заранее к сдаче разных профильных предметов.

Учиться и получить диплом очень сложно. Недостаточно хотеть поступить в вуз, необходимо понимать смысл профессии, для этого нужны знания по дисциплинам: матанализ, сопромат, черчение и др.

Хороший специалист получится из студента, который с детства увлекается техникой, моделированием. Плюс необходимо понимать физику, математику, химию, биологию.

Профильных университетов в России множество.

Таблица 1. Инженерные вузы РФ

Справочно! Стоимость обучения в МГУ начинается от 390 тыс. руб. в год

Большая часть высших образовательных организаций принимает документы ЕГЭ с баллами по русскому языку, математике, биологии, химии, физике. Некоторые университеты проводят дополнительные вступительные испытания для выявления наиболее талантливых абитуриентов.

Достижения современной тканевой инженерии

Были созданы и успешно применены аналоги сосков женской груди, тканеинженерный мочевой пузырь и мочеточники. Ведутся исследования в области создания печени, трахеи и элементов кишечника.

Ведущие научно-исследовательские лаборатории работают над воссозданием другого с трудом поддающегося восстановлению человеческого органа — зуба. Сложность заключается в том, что клетки зуба развиваются из нескольких тканей, сочетание которых не удавалось воспроизвести. В настоящее время не полностью воссозданы только ранние этапы формирования зуба.Создание искусственного глаза в настоящее время находится на начальном этапе, однако уже получилось разработать аналоги отдельных его оболочек — роговицы, склеры, радужки.

В то же время, вопрос о том, как интегрировать их в единое целое, пока остается открытым.

Группе немецких ученых из университета г. Киля удалось успешно восстановить нижнюю челюсть пациента, почти целиком удаленную в связи с опухолью.

Стволовые клетки пациента вместе с факторами роста кости поместили в точную копию его челюсти, созданную из титановой сетки. Затем на период инкубации эту конструкцию на 8 недель поместили в его мышцу под правой лопаткой, откуда затем она была пересажена пациенту.

Пока преждевременно говорить о том, насколько эффективно будет функционировать такая челюсть. Однако это первый достоверный случай пересадки кости, буквально выращенной внутри человеческого организма.

Перспективы и карьера

Сейчас биоинженерия востребована, в основном, в рамках фундаментальных исследований. В России на данный момент происходит пересмотр законодательства, регулирующего эту отрасль с целью ее развития.

Для специалиста-биоинженера всегда найдется работа в лабораториях научно-исследовательских институтов либо производств. Биоинженер может сделать карьеру в научной деятельности на родине либо за рубежом.

Если вы настроены на международную карьеру, лучше сразу получать образование за границей. В Германии это можно сделать бесплатно, поскольку немецкие вузы не взимают какой-либо платы, кроме семестрового взноса, ни с местных, ни с иностранных студентов. Узнайте, как выбрать немецкий вуз и поступить на учебу.

Образование

Биохимическая инженерия не является основным направлением, предлагаемым большинством университетов, и вместо этого в большинстве случаев представляет собой область интересов в рамках специальности химическая инженерия. Известно, что следующие университеты предлагают степени в области биохимической инженерии:

• Университет Брауна — Провиденс, Род-Айленд
• Университет христианских братьев — Мемфис, Теннесси
• Колорадская горная школа — Голден, Колорадо
• Университет Роуэна — Глассборо, Нью-Джерси
• Университет Колорадо в Боулдере — Боулдер, штат Колорадо
• Университет Джорджии — Афины, Джорджия
• Калифорнийский университет в Дэвисе — Дэвис, Калифорния
• Университетский колледж Лондона — Лондон, Великобритания
• Университет Южной Калифорнии — Лос-Анджелес, Калифорния
• Университет Западного Онтарио — Онтарио, Канада
• Индийский технологический институт (BHU) Варанаси — Варанаси, UP

Теория и практика[править | править код]

Биоинженеры используют сочетание механического и биологического. То есть, используют механические инструменты для создания искусственных организмов. Хорошо оборудованная лаборатория Биоинженера может занять целый склад, и требует огромных количеств электроэнергии, проточной воды и (обычно) природного газа. В обычной лаборатории можно найти такие необычные приборы, как объединители генов, клонировальные аппараты, компьютерные аксиальные томографы и тоннельно-растровые электронные микроскопы. Но если понадобится, то опытный Биоинженер получит те же результаты и без такого оборудования – лишь при помощи скальпеля, пузырька спирта и шовного материала. Такие ограничения Биоинженерами порицаются, а потому они редко используют эти методы «истинной медицины» (проще говоря, часто бывают слишком вульгарны). Применяя Методики, несвязанные с влиянием Сферы Жизни, Биоинженеры предпочитают использовать модификации, внесенные в их тела или другие организмы ранее. Улучшенные рефлексы, модификации зрения, а также другие внутренние изменения являются источниками чудес физической силы, интуиции и восприятия. Тела РНИР – скопления чудес биологических наук, если так можно сказать. Нижестоящие члены Методологии должны заслужить привилегию ношения новейших разработок биомеханики. В конце концов, расходы на хирургические вмешательства лучше всего объединяют лаборатории. Если же определенные чудеса науки невозможно встроить в собственное тело, то Биоинженер будет использовать биотехнологические приборы, от ручных распылителей кислоты до космических кораблей Vivo. Их технологии еще недостаточно развились, чтобы заменить механические изделия, несмотря на то, как выглядят их лаборатории. Потому Биоинженеры используют оборудование других Конвенций и запасают целые склады обычного оружия, HIT и линз Кирлиан «просто на всякий случай».

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.

Специальность биотехнолог

Такая профессия востребована и перспективна. Она подходит молодым людям, которые хорошо учились и сдавали экзамены в школе по предметам: химия, биология, физика и математика. Обучение может быть направлено на изучение БТ в целом или в одном из ее направлений. Личные качества, которыми желательно обладать, чтобы получать профессии, связанные с БТ:

• Высокий интеллект и аналитический склад ума.
• Любознательность и эрудированность.
• Нестандартное мышление.
• Терпение и наблюдательность.
• Целеустремленность и ответственность.
• Коммуникабельность.

В высших учебных заведениях можно получить основную профессию или прослушать дополнительный курс для получения второго образования уже состоявшимся профессионалам, например, врачам, по специальности биотехнология. Вуз лучше выбрать государственный, с высоким уровнем преподавания на ведущих кафедрах и хорошими материально-техническими ресурсами — оборудованными лабораториями, налаженными контактами в научном сообществе и возможных местах прохождения практики. Список университетов в Москве, имеющих биотехнологический факультет:

1. МГУ им. М. В. Ломоносова.
2. Аграрный университет им. К. А. Тимирязева.
3. РГУ нефти и газа им. И. М. Губкина.
4. Исследовательский университет им Н. И. Пирогова.
5. РУДН.
6. РЭУ им. Г. В. Плеханова.

Вакансии и места работы

Биотехнологи могут работать в научно-исследовательских институтах, которые занимаются глобальными проектами по бионике, биофизике, микробиологии, генной инженерии и другим направлениям БТ. Исследования и разработки могут выполняться по заказу специализированных компаний или в чисто научных целях. Начинающий специалист обычно начинает карьеру с должности лаборанта химического анализа.

Имея склонность и стремление к научным открытиям можно зарекомендовать себя в научном мире. Особое направление БТ — биоинформатика, занимающаяся математическим и компьютерным анализом биологических процессов. Специалисты этого направления требуются во всех областях, связанных с БТ. В медицине все более широко применяются достижения БТ — от лечения генетических заболеваний до разработки новых методик хирургических операций. Вакансии, доступные для биотехнологов — микробиолог или вирусолог.

На фармацевтическом, косметологическом и пищевом производстве и на предприятиях агропромышленного комплекса всегда требуются специалисты, работающие с живыми организмами, — биофармакологи, лаборанты, контролеры технологического процесса, биотехнологи липидов и белков, биоинженеры клеток и тканей. Довольно большой процент выпускников вузов получает дополнительно педагогическое образование и осваивает педагогическую деятельность в области обучения специалистов по БТ.

Биотехнология актуальна и как прикладная наука, сконцентрированная на теоретических исследованиях и разработках.

Плюсы и минусы профессии

Основными положительными моментами при выборе специальности БТ являются актуальность и многозначность — возможность попробовать себя в самых разных сферах и компаниях, в том числе и иностранных, так как российские ученые высоко ценятся за рубежом. Профессионалы этого направления востребованы на рынке труда постоянно и есть вероятность появления новых отраслей человеческой деятельности, которые только формируются или еще даже не существуют. К другим плюсам можно отнести:

• респектабельность и престижность;
• высокую оплату труда при достаточном уровне квалификации;
• хорошие карьерные перспективы;
• моральное удовлетворение — возможность улучшить или спасти жизни многих людей;
• если есть талант и упорство — самореализация в науке.

Некоторые отрицательные моменты тоже присутствуют. Перспективы сильно зависят от места работы и руководства организации-работодателя — карьерный рост и зарплата могут не соответствовать желаемым. Не все специалисты могут осилить сложность заданий и повышенную ответственность на занимаемой вакансии. Некоторые сферы БТ, в частности, генная инженерия, испытывают негативное отношение религиозных деятелей и общественности.

Главными центрами развития БТ являются США и Европа. В России эта отрасль крайне привлекательна для инвесторов, но сложности состоят в выводе новых продуктов на рынок и большой длительности цикла от начала разработки проектов до запуска в производство. Тем не менее на рынке уже существует немало компаний, специализирующихся сугубо на биотехнологиях — Ohmygut, CardioQVARK, Инсилико, 3Д Биопринтинг Солюшенс и другие. Возможно, будущему специалисту-биотехнологу выпадет возможность работать именно в них.

Особенности профессии

Биоинформатика находится на стыке медицины, биологии, прикладной математики, информатики. В обязанности людей, выбравших это направления, входит решение глобальных задач:

• поиск методов лечения онкологических, хронических, аутоиммунных заболеваний;
• продление срока жизни населения, улучшение экологической ситуации, поиск генома долголетия;
• разработка, планирование, внедрение математических методов, алгоритмов, программ, используемых для анализа медицинской и биологической информации;
• применение полученных результатов на практике.

Области исследования обширные, а биоинформатика обладает огромным потенциалом. Международный рынок труда уже испытывает дефицит биоинформатиков, ведь в них заинтересованы и фармакологические, и IT-компании.

Безусловно, биоинформатик должен обладать безупречными знаниями в сфере медицины и биологии, разбираться в сложных профессиональных терминах, огромным плюсом станет знание английского языка. Большую часть рабочего времени эксперты в этой области проводят за компьютером, работа малоподвижная, но имеет огромное социальное значение.

Что сдавать на биоинформатику?

Биоинформатика – смежная специальность, которую многие биоинженеры рассматривают в качестве дополнительной, а многие абитуриенты в качестве основной.

Что сдавать на биоинформатику, какие предметы основные для этого профиля? Русский язык, математика профильного уровня, информатика – эти предметы необходимо в формате Единого государственного экзамена в качестве основных.

Кроме того, во многих высших учебных заведениях предусмотрены дополнительные вступительные испытания по данному направлению. Они могут включать в себя творческие задания по программированию и составлению алгоритмов, собеседование, на котором проверяется кругозор абитуриента, его владение понятийным аппаратом будущей профессии, умение решать сложные логические задачи, грамотно формулировать свои мысли.

Также выпускникам старшей школы следует подготовиться к проверке их уровня владения английским языком. Наиболее оптимальным решением данной проблемы станет успешная сдача международных экзаменов по английскому языку и получение сертификата, подтверждающего определенный уровень владения языком.