Фундаментальные и прикладные аспекты современной биотехнологии Р.Г. ВАСИЛОВ Общество биотехнологов России им. Ю.А. Овчинникова ____________________________________ Межрегиональный форум «Российские высокие технологии» Чебоксары, 22 июня 2007 г.

Биотехнология Приоритетное направление научно- технического прогресса, использующее биопроцессы и биообъекты для получения полезных человеку продуктов и улучшения качества его жизни Приоритетное направление научно- технического прогресса, использующее биопроцессы и биообъекты для получения полезных человеку продуктов и улучшения качества его жизни

Крупнейшие секторы мировой экономики

Доля России в мировом объеме производства продукции биотехнологии Мировой объем РоссияГоды Мировой объем (млрд.$) Россия (млрд.$ , , ,4 2010прогнозСвыше ,5 Россия

Три сегмента современной биотехнологии Белая: Биоиндустрия Зеленая: Агробиотехнология Красная: Фармацевтическая биотехнология

ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ СОВРЕМЕННОЙ БИОТЕХНОЛОГИИ Industrial applications Biofeedstock Replacement of fossil feedstock by sugar and biomass Bioprocesses Use of natures toolbox for industrial processes (e.g., enzymes, bacteria) Bioproducts Current and new bio based products (e.g., fuel, materials) Bioremediation Use of biological processes for environ mental cleanup (e.g., waste water, oil pests) Pharma (RED BIOTECH) Ag (GREEN BIOTECH TodayTime Industry (WHITE BIOTECH

Сельское хозяйствоМедицина Нанобиотехнологии Биокатализ Добыча полезных ископаемых - добыча металлов (гидрометаллургия) - добыча нефти (вторичная) - биодеградация поллютантов - замена химических удобрений и пестицидов на биологические - биодеградируемые пластики - замена нефти на биомассу, - сокращение выброса CO 2 - новые материалы - биосенсоры - биокомпьютеры - новые лекарства и вакцины - диагностикумы (включая микрочипы) - генодиагностика - генотерапия - индивидуальная медицина - регенеративная медицина (стволовые клетки) - генно-инженерные растения - генно-инженерные животные - биопестициды, биоудобрения - кормовые аминокислоты, антибиотики, витамины, ферменты - химическая промышленность - полупродукты для фарминдустрии Охрана окружающей среды Биотехнология

Три сегмента современной биотехнологии Белая: Биоиндустрия Зеленая: Агробиотехнология Красная: Фармацевтическая биотехнология

Терминология Промышленная или Белая биотехнология (White Biotechnology) - это приложения современной биотехнологии для устойчивого и экологически-безопасного промышленного получения химикатов, материалов и энергии с помощью микроорганизмов и ферментов (Industrial Biotechnology section of the European Technology Platform for Sustainable Chemistry)

Мировые тенденции изменения цен на сырье нефть углеводы

Концепция биозавода

Вклад промышленной биотехнологии в производство химикатов Химия Био Млрд.$ 2% 1% 16% 15% 20% 15% 60% доля Базовые продукты Специальные химикаты Полимеры Стереоизомеры

БИОПРОДУКТЫ, ПОЛУЧАЕМЫЕ С ПОМОЩЬЮ ФЕРМЕНТАЦИИ ПродуктыОбъем(2003), Тыс. тонн Объем продаж (2003),млрд.$ Цена за кг, $ Объем производства к 2008 г. Антибиотики (160 наименований)26~25-30 млрд.$ Топливный этанол ,442 млн.т. Аминокислоты Глутамат натрия (MSG)11001,431,31500 тыс.т. L-лизин4001,52,5600 тыс.т. L-треонин300,113,5100 тас.т. L-триптофан10, тыс.т. L-аминокислоты для парентерального питания 1,52-2,5 млрд. $ L-фенилаланин120, тыс.т. Органические кислоты Лимонная кислота9001, тыс.т. Молочная кислота2000,41, тыс.т. Итаконовая кислота200,1525 тыс.т. Другие продукты Каратиноиды0,62500/ Астаксанти н 1,2-1,5 млрд.$ Рибофлавин (витамин B 2 )80,22510 тыс.т. Витамин С500,051,060 тыс.т. Полигидроксилалконаты50, тыс.т. 1,3-пропандиол100, тыс.т. Полисахариды100, тыс.т.

Биотопливо: место в энергетическом балансе

Биомасса живых клеток - биокатализ в химии - очистка почв, воды и воздуха Каротиноиды - β-каротин - астаксантин - ликопин энергетика вода Полисахариды - для технических целей - для пищевой промышленности Промышленные ферменты - α-амилаза - глюкоамилаза - протеазы - липазы - целлюлаза - пектиназа и др. Витамины - рибофлавин (B 2 ) - аскорбиновая к-та (C) - никотинамид (PP) - коболамин (B 12 ) фруктозный сироп заменитель сахара крахмал зерно Химикаты - молочная к-та - лимонная к-та - 1,3 - пропандиол - тонкие продукты для фарминдустрии и др. Биоудобрения, биопестициды - биоинсектициды - биофунгициды - азотофиксаторы - биостимуляторы Топливный этанол глюкозный сироп микробиологическая промышленность В перспективе: - производство кортизона и других стероидов из глюкозы - новые антибиотики и другие продукты Антибиотики Аминокислоты - L-лизин - L-треонин - L-триптофан

Биоэкономика, основанная на знаниях - - экономика, основанная на биотехнологии, которая использует возобновляемые биоресурсы при производстве ценных продуктов и энергии.

Биоэкономика в России Биоэкономика в России Сектор экономики, 2005 г. * Годовой оборот, млрд. руб. Занятость, тыс. чел. Пищевая промышленность Сельское хозяйство (вкл. лесное хозяйство и рыбоводство) Деревообрабатывающая и целлюлозно-бумажная промышленность Биотехнологическое производство (биофармацевтика, ферменты и др. биопрепараты) 45н/д ВСЕГО: 3479 (15,7%) 9204(10,2%) * Россия в цифрах 2006, ФСГС (Росстат), Москва 2006.

Что необходимо для развития биоэкономики, основанной на знаниях: Ясное понимание необходимости поддержки и бережного отношения к биотехнологии на уровне правительства, политиков, производственных организаций, государственных и частных исследовательских структур, гражданского общества в целом; Ясное понимание необходимости поддержки и бережного отношения к биотехнологии на уровне правительства, политиков, производственных организаций, государственных и частных исследовательских структур, гражданского общества в целом; Формирование законодательной, институциональной и социальной среды, оказывающей поддержку биоэкономике; Формирование законодательной, институциональной и социальной среды, оказывающей поддержку биоэкономике; Демонстрация преимуществ биоэкономики для человека и природы; Демонстрация преимуществ биоэкономики для человека и природы; Использование преимуществ биоэкономики для повышения конкурентоспособности, улучшения экологии и для развития сельского хозяйства; Использование преимуществ биоэкономики для повышения конкурентоспособности, улучшения экологии и для развития сельского хозяйства; Тесное взаимодействие участников всех звеньев биоэкономической цепи – работников сельского хозяйства, промышленности, законодателей, конечных потребителей. Тесное взаимодействие участников всех звеньев биоэкономической цепи – работников сельского хозяйства, промышленности, законодателей, конечных потребителей.

НАЦИОНАЛЬНАЯ ПРОГРАММА «РАЗВИТИЕ БИОТЕХНОЛОГИИ В РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ В РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ НА 2006–2015 гг.» (НА ОСНОВЕ ГОСУДАРСТВЕННО-ЧАСТНОГО ПАРТНЕРСТВА) НАЦИОНАЛЬНАЯ ПРОГРАММА «РАЗВИТИЕ БИОТЕХНОЛОГИИ В РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ В РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ НА 2006–2015 гг.» (НА ОСНОВЕ ГОСУДАРСТВЕННО-ЧАСТНОГО ПАРТНЕРСТВА) Утверждена Третьим съездом Общества биотехнологов России им. Ю.А. Овчинникова 27 октября 2005 г. 27 октября 2005 г. Москва, 2005 Утверждена Третьим съездом Общества биотехнологов России им. Ю.А. Овчинникова 27 октября 2005 г. 27 октября 2005 г. Москва, 2005

Перспективные инновационные направления и проекты Программы Биотопливо (биодизель, биоэтанол, биогаз) Биотопливо (биодизель, биоэтанол, биогаз) Промышленный биокатализ Промышленный биокатализ Биофармацевтика Биофармацевтика Биоземледелие Биоземледелие Кормовой и пищевой белок Кормовой и пищевой белок Глюкозные сиропы Глюкозные сиропы Морская биотехнология Морская биотехнология Отечественные приборы и оборудование Отечественные приборы и оборудование для биотехнологии

Развитие биотехнологии – стратегическая задача России в XXI веке

ОБЩЕСТВО БИОТЕХНОЛОГОВ РОССИИ ИМ. Ю.А. ОВЧИННИКОВА г. Москва Тел.: 8-(495)

Возможный сценарий развития страны в случае недостаточной поддержки отечественной биотехнологии - Импортозависимость по жизненно важным лекарственным препаратам (антибиотики, гормоны – инсулин и др., онкологические и противовирусные препараты). - Дефицит обеспечения населения сбалансированным оптимальным питанием. - Снижение качества жизни основной массы населения. - Нарастание груза экологических и энергетических проблем. - Отсутствие базы противодействия биотерроризму и решения вопросов биобезопасности в целом. - Экономическое отставание и утеря квалифицированных кадров.

Альтернативный путь развития страны в случае поддержки отечественной биотехнологии - Импортозамещение не менее 20% по жизненно важным медицинским препаратам. - Обеспечение населения качественными продуктами питания отечественного производства. - Повышение качества жизни в соответствии с современным уровнем науки и практики. - Решение проблем биоремедиации и преобразование энергетики на основе возобновляемого сырья. - Внедрение новейших технологий в систему противодействия биотерроризму и обеспечения биобезопасности. - Повышение экономического благосостояния и решение проблем трудозанятости.