ไบโอม มีการวิจัยและพัฒนานวัตกรรม ผลิตภัณฑ์ทางด้านเทคโนโลยีชีวภาพทางอาหารครอบคลุมกระบวนการที่หลากหลายสำหรับการใช้สิ่งมีชีวิตเช่น พืช, สัตว์, จุลินทรีย์, หรือส่วนใดส่วนหนึ่งของสิ่งมีชีวิตเหล่านี้ เพื่อพัฒนาผลิตภัณฑ์อาหารใหม่ที่ปรับปรุงให้มีคุณค่าทางโภชนาการเพิ่มขึ้น, มีคุณสมบัติทางยา, เพิ่มรสชาติและ เพื่อความสวยงาม เทคนิคเทคโนโลยีชีวภาพด้านอาหารสมัยใหม่เช่นพันธุวิศวกรรมที่จัดการและควบคุมดีเอ็นเอของสิ่งมีชีวิตโดยตรง ทำให้ได้พัฒนาผลิตภัณฑ์อาหารรูปแบบใหม่ที่รวดเร็วและแม่นยำยิ่งขึ้น
เทคโนโลยีชีวภาพ คือ เทคโนโลยีซึ่งนำเอาความรู้ทางด้านต่างๆของวิทยาศาสตร์มาประยุกต์ใช้กับสิ่งมีชีวิต หรือชิ้นส่วนของสิ่งมีชีวิต หรือผลผลิตของสิ่งมีชีวิต เพื่อเป็นประโยชน์ต่อมนุษย์ไม่ว่าจะเป็นทางการผลิตหรือทางกระบวนการ ของสินค้าหรือบริการ เพื่อใช้ประโยชน์เฉพาะอย่างตามที่เราต้องการ โดยสามารถใช้ประโยชน์ทางด้านต่างๆ เช่น ด้านการเกษตร ด้านอาหาร ด้านสิ่งแวดล้อม ด้านทางการแพทย์ เป็นต้น3.2 ประโยชน์ของเทคโนโลยีชีวภาพ
การนำเทคโนโลยีชีวภาพมาใช้ให้เกิดประโยชน์ในด้านการเกษตร อุตสาหกรรม และโดยเฉพาะทางด้านการแพทย์ใช้ประโยชน์มากที่สุดในการผลิตยาชนิดใหม่ และวิธีการรักษาพยาบาลแบบใหม่ ดังต่อไปนี้
3.2.1 ด้านการเกษตร
1) การผสมเทียมและการถ่ายฝากตัวอ่อน กรมปศุสัตว์ได้ปรับปรุงพันธุ์โคนมด้วยเทคโนโลยีชีวภาพการผสมเทียม และการ ถ่ายฝากตัวอ่อน ทำให้ลดการนำเข้าพันธุ์โคจากต่างประเทศได้ และได้ปรับปรุงพันธุ์ด้วยการผลิตโคลูกผสม โคเนื้อ และ โคนม 3 สายเลือด
2) การปรับปรุงพันธุ์ ได้มีการสร้างสุกรสายพันธุ์ใหม่ให้มีลักษณะดี และเจริญเติบโตเร็ว ด้วยการปรับปรุงสายพันธุ์เป็นสุกร ลูกผสม เช่น สุกรสายพันธุ์ปากช่อง B เป็นลูกผสมระหว่างพันธุ์เปียแตรง
3.2.2 ด้านอุตสาหกรรม
1) พันธุวิศวกรรม เป็นการตัดต่อสายพันธุ์พันธุกรรมที่มีลักษณะดีตามที่ต้องการและคัดเลือกมาแล้วเพื่อการปรับปรุงสิ่งมีชีวิต สายพันธุ์ใหม่ เพื่อเพิ่มผลผลิต ยารักษาโรค วัคซีน ยาต่อต้านเนื้องอก น้ำยาสำหรับตรวจวินิจฉัยโรคและฮอร์โมนเร่งการ เจริญเติบโตของสัตว์
2) การถ่ายฝากตัวอ่อน เป็นการเพิ่มปริมาณและพัฒนาคุณภาพของโคเนื้อและโคนม เพื่อนำมาใช้ในอุตสาหกรรมการผลิตนม โคและเนื้อโค เพื่อแปรรูปเป็นนมผงและอาหารกระป๋อง
3) การผสมเทียมสัตว์น้ำและสัตว์บก การผสมเทียมปลาเพื่อเพิ่มปริมาณ และพัฒนาไปสู่อุตสาหกรรมอาหารกระป๋องและ อาหารแปรรูปต่อไป
3.2.3 ด้านอาหาร
ปัจจุบันมีอาหารที่เป็นผลผลิตจากสิ่งมีชีวิตดัดแปรพันธุกรรมมาใช้ ดังนั้น จึงมีผู้เสนอให้ติดฉลากว่าเป็นอาหาร GMOs ให้ผู้บริโภคตัดสินใจเลือกรับประทานเอง เช่น
1) ข้าวที่มียีนต้านทานแมลง
2) มะเขือเทศซึ่งมียีนที่ทำให้ยืดอายุการเก็บได้นานขึ้น
3) ถั่วเหลืองที่มียีนต้านสารปราบวัชพืช
4) ข้าวโพดที่มียีนต้านทานแมลง
นอกจากนี้ได้มีการเพิ่มผลิตภัณฑ์ที่แปรรูปจากผลผลิตจากสัตว์ เข่น เนย นมเปรี้ยว โยเกิร์ต
3.2.4 ด้านการแพทย์
ในด้านการแพทย์จะใช้เทคโนโลยีชีวภาพด้านพันธุวิศวกรรมเป็นส่วนใหญ่ ดังตัวอย่างต่อไปนี้
1) การตรวจวินิจฉัยโรคที่มียีนเป็นพาหะ เพื่อตรวจสอบโรคทาลัสซีเมีย โรคปัญญาอ่อน โรคโลหิตจาง และโรคมะเร็ง
2) การตรวจสอบความเป็นพ่อ แม่ ลูก จากลายพิมพ์ของยีน หรือที่เรียกว่าการตรวจ DNA รวมไปถึงการสืบค้นคดีของกรม พิสูจน์หลักฐานในทางการแพทย์จาก DNA เพื่อหาตัวผู้กระทำความผิด
3) การใช้ยีนบำบัดโรค เช่น การรักษาผู้ป่วยด้วยโรคมะเร็ง การรักษาโรคการทำงานผิดปกติของไขกระดูก
4) การค้นหายีนควบคุมการสร้างภูมิคุ้มกัน ยีนควบคุมความอ้วน และยีนควบคุมความชรา
3.3 พันธุวิศวกรรม (Genetic Engineering)
พันธุวิศวกรรม (genetic engineering) คือ กระบวนการที่ได้นำความรู้ต่างๆที่ได้จากการศึกษาชีววิทยาระดับโมเลกุล
หรือ อณูชีววิทยา (molecular biology) นำมาประยุกต์ใช้ใน การปรับเปลี่ยน, ดัดแปลง, เคลื่อนย้าย, ตรวจสอบ สารพันธุกรรม[ดีเอ็นเอ (DNA)], ยีน(gene) และผลิตภัณฑ์ของสารพันธุกรรมอย่างพวกอาร์เอ็นเอ(RNA) และโปรตีนของสิ่งมีชีวิต
เพื่อนำมาใช้ให้เป็นประโยชน์
3.3.1 ประโยชน์ของพันธุวิศวกรรม มีดังนี้
พันธุวิศวกรรม เป็นกระบวนการปรับปรุงพันธุ์สิ่งมีชีวิตชนิดพันธุ์ (species) หนึ่ง โดยนำยีนจากอีกชนิดพันธุ์หนึ่งถ่ายฝากเข้าไป เพื่อจุดประสงค์ที่จะให้สามารถทำงานได้ดีขึ้น กระบวนการดังกล่าวมิได้เกิดขึ้นตามธรรมชาติ สิ่งมีชีวิตดังกล่าวมีชื่อเรียกว่า LMO (living modified organism) หรือ GMO (genetically modified organism)
ปัจจุบันการตัดแต่งยีนในพืชและสัตว์ ได้เจริญก้าวหน้าไปอย่างรวดเร็ว เป็นผลให้มีการพยายามนำเทคโนโลยีนี้ไปประยุกต์ใช้อย่างกว้างขวาง ดังตัวอย่างต่อไปนี้
1) การเพิ่มผลผลิตโปรตีนที่สำคัญและหายาก เช่น ฮอร์โมนอินซูลิน วัคซีนคุ้มกันโรคตับอักเสบชนิดบี วัคซีนคุ้มกัน โรคปาก เท้าเปื่อยต่างๆ เป็นต้น
2) การปรับปรุงพันธุ์ของจุลิทรีย์ที่ใช้ในอุตสาหกรรมบางประเภท เช่น การผลิตยาปฏิชีวนะ การหมัก การกำจัดศัตรูพืชและสัตว์ เป็นต้น
3) การตรวจและแก้ไขความบกพร่องทางพันธุกรรมของมนุษย์ พืช และสัตว์ด้วยวิธีที่แม่นยำ และรวดเร็วยิ่งขึ้น เช่น โรคเบา หวาน โรคโลหิตจาง โรคธาลัสซีเมีย ปัญญาอ่อน และยีนเกิดมะเร็ง
4) การปรับปรุงพันธุของสัตว์ เช่น การนำยีนจากปลาใหญ่มาใส่ในปลาเล็ก แล้วทำให้ปลาเล็กตัวโตเร็วขึ้น มีคุณค่าทางอาหาร ดีขึ้น เป็นต้น
3.4 การผสมเทียม (Artificial Insemination)
การผสมเทียม (Artificial insemination) เป็นเทคโนโลยีที่นำมาใช้กับการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ ด้วยหลักการที่ให้ตัวอสุจิกับไข่ได้ผสมกันโดยไม่ต้องมีการร่วมเพศกันตามธรรมชาติ วิธีนี้ทำได้โดยให้มนุษย์เป็นผู้ฉีดเชื้ออสุจิของสัตว์เพศผู้เข้าไปในอวัยวะสืบพันธุ์ของสัตว์เพศเมีย ในระยะที่กำลังเป็นสัด เพื่อให้เกิดการปฏิสนธิเป็นผลให้เกิดการตั้งท้องในสัตว์เพศเมียได้
ข้อดีของการผสมเทียมสัตว์ มีดังนี้
1) ได้สัตว์พันธุ์ดีตามความต้องการ
2) ประหยัดน้ำเชื้อจากพ่อพันธุ์ เพราะสามารถใช้น้ำยาละลายน้ำเชื้อเพื่อเพิ่มปริมาณได้
3) ประหยัดค่าใช้จ่ายในการเลี้ยงพ่อพันธุ์ หรือการสั่งซื้อพ่อพันธุ์จากต่างประเทศ และการขนส่งพ่อพันธุ์ไปผสมพันธุ์เป็นระยะทาง ไกลๆ
4) เป็นการแก้ปัญหาการติดลูกยากและตกลูกผิดฤดูกาล
3.5 การถ่ายฝากตัวอ่อน (Embryo Transfer)
การถ่ายฝากตัวอ่อน เป็นการพัฒนาจากการผสมเทียม เพื่อให้ได้ปริมาณสัตว์พันธุ์ดีเพิ่มขึ้นในระยะเวลาเท่าเดิม หลังการถ่ายฝากตัวอ่อนนั้น จะต้องมีแม่พันธุ์ดีเป็นแม่ตัวให้ กับแม่ที่อุ้มท้องเป็นแม่ตัวรับ ซึ่งมีได้หลายตัวและไม่จำเป็นต้องเป็นพันธุ์ดี แม่ตัวรับจะมีหน้าที่รับตัวอ่อนจากแม่ตัวให้มาเจริญเติบโตภายในมดลูกจนคลอด
การถ่ายฝากตัวอ่อนจะทำกับสัตว์ที่ตกลูกครั้งละ 1 ตัว และมีระยะเวลาในการอุ้มท้องนานๆ เช่น โค กระบือ เพื่อช่วยเพิ่มจำนวนสัตว์ในขณะที่ระยะเวลาการอุ้มท้องเท่าเดิม
ข้อดีของการถ่ายฝากตัวอ่อน มีดังนี้
1) เพิ่มผลผลิตได้รวดเร็วในระยะเวลาเท่าเดิม
2) ประหยัดเวลาและค่าใช้จ่ายในการเพิ่มผลผลิต
3) ช่วยอนุรักษ์พันธุ์สัตว์ต่างๆที่ใกล้จะสูญพันธุ์ให้มีจำนวนเพิ่มขึ้นด้วย
3.6 การโคลนนิ่ง (Cloning)
การโคลนนิ่ง (Cloning) คือ กระบวนการสืบพันธุ์โดยไม่อาศัยเพศชนิดหนึ่ง โดยสิ่งมีชีวิตที่ถูกโคลนออกมาจะมีลักษณะทางพันธุกรรม โดยรวมถึงมีลักษณะทางกายภาพ เหมือนกับสิ่งมีชีวิตต้นแบบ หรือ สิ่งมีชีวิตที่มีอยู่ก่อนแล้วทุกประการ
3.6.1 ประโยชน์ของการโคลนนิ่ง
การโคลนนิ่ง เป็นประโยชน์ต่อการเลี้ยงสัตว์เป็นอย่างมาก ในแง่การปรับปรุงพันธุ์สัตว์ การใช้วิธีโคลนนิ่งจะช่วยให้ปรับปรุง
พันธุ์ได้เร็วขึ้น ในแง่การทดลองทางวิทยาศาสตร์ สามารถช่วยลดจำนวนสัตว์ที่ใช้ในการทดลองให้น้อยลง เนื่องจากสัตว์มีลักษณะทางพันธุกรรมเหมือนกัน ทำให้ประหยัดค่าใช้จ่าย ในการทดลองในทางการแพทย์มีความพยายามที่จะผลิตเนื้อเยื่อมนุษย์ เพื่อใช้ในการรักษาโรคต่าง ๆ
3.6.2 ผลเสียของการโคลนนิ่ง
มีความพยายามที่จะโคลนนิ่งมนุษย์ทั้งคน แต่อย่างไรก็ตามการกระทำดังกล่าวยังไม่เป็นที่ยอมรับ จัดว่าเป็นการกระทำที่ผิดจริยธรรม ในทางการแพทย์แม้มีข้อกล่าวอ้างถึงประโยชน์จากการปลูกถ่ายทดแทนอวัยวะของมนุษย์ แต่อย่างไรก็ตามการกระเช่นนี้เป็นกระทำที่เห็นแก่ตัว ลองนึกว่าถ้าเราเป็นมนุษย์โคลนนิ่ง เราจะมีความรู้สึกอย่างไรเมื่อถูกสร้างขึ้นมาเพียงเพื่อต้องการให้เป็นอวัยวะสำรองสำหรับมนุษย์เช่นเดียวกัน และถ้าหากว่ามีการทำโคลนนิ่งขึ้นมาจริงการที่มีคนที่หน้าตาเหมือนเรา ทุกอย่าง มากมายหลายคน จะทำให้ไม่สามารถแยกแย่ออกว่าใครเป็นใคร
3.7 ผลของเทคโนโลยีชีวภาพต่อสังคมและสิ่งแวดล้อม
จากความก้าวหน้าของเทคโนโลยีชีวภาพ ไม่ว่าจะเป็นการสร้างสิ่งมีชีวิตดัดแปลงพันธุกรรม การโคลนนิ่ง รวมทั้งการสร้าง
จีโนมมนุษย์ ซึ่งเป็นเทคโนโลยีที่ตอบสนองต่อความต้องการของมนุษย์ ทำให้สังคมเริ่มตระหนักและหวั่นเกรงผลเสียที่อาจเนื่องมา จากเทคโนโลยีนี้ เพราะมนุษย์ได้รับบทเรียนจากเทคโนโลยีต่างๆ ที่มนุษย์สร้างสรรค์ขึ้น มักมีผลกระทบอื่นๆ ตามมาภายหลัง ไม่ว่า จะเป็นบทเรียนที่ได้จากการปฏิวัติอุตสาหกรรม มาจนถึงการปฏิวัติทางการเกษตรกรรม ที่ส่งเสริมให้มีการปลูกพืชเชิงเดี่ยว เพราะการปฏิวัติดังกล่าวส่งผลถึงการเปลี่ยนแปลงของสภาพแวดล้อมอย่างมากมายในเวลาต่อมา