Jūrų biotechnologijų taikymas

Kai kurie akvakultūros ir (arba) jūrų biotechnologijų pritaikymo būdai yra tokie:

Akvakultūra:

Maisto ir žemės ūkio organizacija (FAO) apibrėžia akvakultūrą kaip „vandens organizmų, įskaitant žuvis, moliuskus, vėžiagyvius ir vandens augalus, kultūrą. Kultūra reiškia tam tikrą įsikišimą į auginimo procesą, siekiant pagerinti gamybą, įskaitant gyvulių laikymą, šėrimą, apsaugą nuo plėšrūnų ir kt.

Kultūra taip pat reiškia individualų arba įmonių nuosavybės teisę į auginamą žuvį “. Paprasčiau tariant, akvakultūra reiškia manipuliavimą ir gerinimą vandens gyvūnų gamyboje. Ši praktika turi didelę įtaką jūros gėrybių pramonei.

Pasaulio jūros gėrybių paklausa per ateinančius trisdešimt penkerius metus išaugs septyniasdešimt procentų. Ir dėl jūros gėrybių derliaus nuo žuvininkystės laipsniškai mažėja, pramonei gresia didelis trūkumas ateinančiais metais.

Naudojant šiuolaikines biotechnologines priemones vandens gyvūnų auginimui ir auginimui didinti, galima ne tik patenkinti pasaulinius jūros gėrybių poreikius, bet ir patobulinti akvakultūros ūkininkavimą. Šie metodai taip pat gerina vandens organizmų sveikatą, dauginimąsi, vystymąsi ir augimą, taip skatindami tarpdisciplininį aplinkos požiūriu jautrių ir tvarių sistemų kūrimą. Tai savo ruožtu lems didelę akvakultūros komercializaciją.

Transgeniniai:

Transgeninės žuvys:

Tradicinis žuvų veisimas grindžiamas žuvų veislės atranka, siekiant pagerinti pageidaujamus žuvų bruožus. Tačiau šis procesas yra lėtas ir nenuspėjamas. Nauji molekuliniai įrankiai yra daug efektyvesni identifikuojant, išskiriant ir konstruojant genus, atsakingus už pageidaujamus bruožus, ir vėliau juos perkeliant į šerną.

Transgeninių žuvų gamyba yra daug lengviau nei kitų transgeninių žinduolių gamyba. Taip yra todėl, kad žuvys gamina daug kiaušinių (nuo kelių dešimčių iki kelių tūkstančių), o tai gali sukelti didelį kiekį genetiškai vienodos medžiagos eksperimentavimui.

Pavyzdžiui, zebra žuvis (Brachydanio rerio) gamina 1, 50, 400 kiaušinių, Atlanto lašiša (Salmo salar) 500 015 000, o bendras karpis (Cyprinus carpio) gamina daugiau kaip 1 000 000 kiaušinių. Be to, procesas nereikalauja manipuliavimo, kai genai perkeliami per žuvų kiaušinius. Taigi žuvų peryklų priežiūra nėra labai brangi, ypač priešingai apvaisintai žinduolių transformacijai.

Atsparumas ligoms:

Molekulinė biologija suteikia vertingos informacijos apie patogenezės, atsparumo antibiotikams ir ligų perdavimo ciklą ir mechanizmus. Ši informacija gali pagerinti mūsų supratimą apie šeimininko imunitetą, atsparumą, ligų ir susijusių patogenų jautrumą.

Toks supratimas yra labai svarbus jūrų pramonei. Pavyzdžiui, akvakultūros didelio tankio kultūrinės sąlygos sukelia didelį stresą žuvims, todėl labai jautrios infekcijai. Didelis tokio pobūdžio protrūkis sukelia didelę žalą visai ūkininkavimo veiklai, sukeldamas didelius nuostolius pramonei. Tai galima išvengti kuriant tvirtas žuvų padermes, kurios gali atlaikyti įvairias ligas.

Šiuolaikinis mokslas suteikia milžiniškas galimybes gerinti auginamų vandens organizmų sveikatą ir gerovę, taip pat sumažinti ligų perdavimą iš laukinių išteklių. Siekiant sustiprinti atsparumą žuvų ligoms, buvo naudojami keli transgeniniai metodai. Antisenso ir ribozimo technologijos naudojamos neutralizuoti arba sunaikinti virusinę RNR. Pavyzdžiui, kraujagyslių nekrozės virusas (HNV) sukelia didelį lašišų mirtingumą ir neutralizuoja šį virusą gali pagerinti lašišų augimą.

Kitas būdas yra ekspresuoti viruso sluoksnio baltymus (pvz., HNV 66 kDa G baltymą) šeimininko membranoje. Tai paskatins prisijungimą prie receptorių surišimo vietų ir tokiu būdu konkuruos su viruso surišimo vietomis, sumažindamas viruso įsiskverbimąsi. Apie šį tyrimą pranešė Joannas Leongas ir jo grupė. Oregono valstybiniame universitete.

Tačiau efektyviausias kovos su ligų infekcija metodas yra šeimininko imuninės sistemos stiprinimas, išreiškiant antimikrobines ir antibakterines medžiagas. Antibakteriniai peptidai, tokie kaip maganinai ir lizocimas, yra bandomi siekiant padidinti šeimininko gynybinį atsaką prieš daugelį patogenų.

Atvirkštinės transkriptazės-polimerazės grandinės reakcija (RT-PCR) leido nustatyti ir nustatyti vandens birnavirusą. Šie virusai yra didžiausia ir įvairiausia Birnaviridae šeimos grupė, į kurią įeina virusai iš daugelio rūšių žuvų ir bestuburių.

Daugelis šių rūšių sukelia augalų ir laukinių gėlo vandens bei jūrų rūšių ligas. RT-PCR tyrimas yra greitas ir patikimas ląstelių kultūros metodų pakaitalas nustatant žuvų ligų sukėlėjus, tokius kaip kasos nekrozės virusas. Jis taip pat gali sustiprinti žuvų ligų prevenciją ir kontrolę.

Kitas reikšmingas jūrų biotechnologijos taikymas buvo pastebėtas Kalifornijos universitete, kur mokslininkai iššifravo labai užkrečiamos ir mirtinos ligos priežastį, kenčiančią nuo baltųjų akmenų akvakultūros. Naudodamiesi genų manipuliacija, šie mokslininkai sukūrė baltos Strugeon iridoviruso aptikimo protokolus, kurie padės vystyti lyties veisimo ligas.

Užšaldyti atsparias žuvis:

Rekombinantiniai metodai gali būti naudojami antifrizo baltymo (AFP) genui perduoti, kad būtų užtikrintas atsparumas užšaldymui įvairioms rūšims. AFP gamina keletas šalto vandens jūrinių teleskopų (pvz., Žiemos plekšnė, vandenynų menkė, jūrinis žiedas, trumpaplaukis). Šie baltymai užkerta kelią ledo kristalų susidarymui kraujyje ir apsaugo žuvis nuo užšalimo.

Deja, daugelis komerciniu požiūriu svarbių žuvų, pvz., Atlanto lašišos, neturi tokių genų, todėl negali išgyventi žemesnės temperatūros. Transgeninių Atlanto lašišų vystymas, pridedant šį geną, gali būti labai naudingas žuvų pramonei. AFPs taip pat pranešė, kad suteikia kiaulių oocitų apsaugą nuo hipotermijos ir gali būti naudingos šaltoje apsaugoje. Transgeninės aukso žuvys su AFP genu taip pat geriau išgyvena žemoje temperatūroje.

Augimo greitis :

Genetiniai manipuliacijos gali žymiai padidinti žuvų kultūros augimo tempą. Vienas iš būdų yra augimo hormono genų mikroinjekcija į apvaisintus lašišų kiaušinius. Tai pagreitino jų augimo tempus trisdešimt iki šešiasdešimt procentų. Papildomo augimo hormono geno kopija į žuvų embrioną (tilapija) ankstyvame etape taip pat padidino jo augimo tempą penkis kartus.

Dauginti :

Dauginimasis yra pagrindinis žuvų akvakultūros pramonės klausimas. Suaugę žuvys, jų augimo tempas sulėtėja, o kūno kokybė blogėja. Biotechnologiniai brandinimo proceso slopinimo metodai galėtų būti naudingi siekiant išlaikyti tokių žuvų kokybę. Šie metodai taip pat gali būti naudojami tam tikrų žuvų rūšių reprodukcijai reguliuojant ne reprodukcines (sterilias) rūšis.

Tokios rūšys turi milžinišką komercinę vertę, nes mono-seksualiniai organizmai arba sterilizuotos rūšys nekelia jokios rizikos, kad sąveika gali vykti ūkyje. Šios rūšys taip pat leidžia rekonstruoti konservuotų spermos išteklius ir suteikia genų žymenis, skirtus atsargų identifikavimui. Taigi šie metodai padeda išsaugoti laukinius išteklius.

Mokslininkai taip pat sukūrė modifikuotų virusinių dalelių (retrovirų vektorių) panaudojimo metodus, kad pakeistų jūrų bestuburių geną. Tai yra pirmasis molekulinės biologijos taikymas, kai buvo įrodyta, kad DNR kinta jūrų organizme. Dabar galima genetiškai keisti nykštukų naršyklę naudojant naują virusinį voką, kuris leidžia vektoriui patekti į bet kokio tipo ląsteles.

Kituose svarbiuose pasiekimuose mokslininkai sukūrė „reporterio geną“ į vektorius. Šis reporterio genas paskatina apvaisintą banglentinį kiaušinį suteikti mėlyną spalvą, kuri rodo geno implantaciją.

Tikimasi, kad šis darbas suteiks naują priemonę kovoti su ligomis, kurios puola komercines austrių, moliuskų ir abalono atsargas. Nustačius genus, atsakingus už kultivuotų vėžiagyvių apsaugą nuo ligos, gali būti naudojami retroviriniai vektoriai, skirti šiuos apsauginius genus pristatyti tiesiai į šernų išteklius.

Tokie metodai kaip elektroporacija yra veiksmingi įvedant svetimkūnį į abalono (žuvų) embrionus. Minesotos universiteto mokslininkai sėkmingai naudojo žuvų genetines izoliatoriaus sekas (gautas iš vištienos ir vaisių skristi DNR) ir atrado genų valdiklius, kurie geriausiai tinka įjungti užsienio genus.

Išsaugojimas:

Molekuliniai įrankiai gali būti naudojami svarbiam vandens gemalo plazmui, įskaitant daugelį nykstančių rūšių, identifikuoti ir apibūdinti. Šios priemonės leido išanalizuoti daugelio vandens rūšių genomus. Jie taip pat padėjo mums suprasti molekulinį genų reguliavimo, išraiškos ir lyties nustatymo pagrindą. Tai gali pagerinti rūšių, išteklių ir populiacijos apibrėžimo metodiką.

Tokie molekuliniai metodai apima:

1. Pažymėtinos atrankos technologijų kūrimas

2. Transgeninių metodų tikslumo ir efektyvumo gerinimas

3. DNR pirštų atspaudai, siekiant žinoti žuvų išteklių polimorfizmą

4. Gametų ir embrionų kriogeninio konservavimo technologijų tobulinimas

Šie metodai gali padėti išsaugoti natūralių ekosistemų biologinę įvairovę. Biotechnologinės priemonės taip pat gali būti naudojamos siekiant sukurti hormoninius protokolus, kurie kontroliuoja ekonomiškai svarbių žuvų, pvz., Atlanto lašišų, nulupto boso, plekšnės, jūrinių karšių, jūros boso ir kai kurių jūros tropinių žuvų nerštą.

Jūros dumbliai ir jų produktai:

Jūros dumbliai yra jūros dumbliai (makro dumbliai), kurie yra jūrų aplinkoje. Tai jūros gyvenamieji augalai, kuriuose trūksta tikrųjų stiebų, šaknų ir lapų. Kaip ir sausumos augalai, ir jūros dumbliai turi fotosintezės mašinų ir naudoja saulės šviesą, kad gamintų maistą ir deguonį iš anglies dioksido ir vandens. Dauguma jūros dumblių yra raudonos (5500 sp.), Rudos (2000 sp.) Arba žalios (1200 sp.).

Jūros dumbliai yra turtingas maisto, pašarų ir daugelio pramoniniu požiūriu svarbių cheminių junginių šaltinis. Iš tiesų jūros dumbliai yra milijardo dolerių pramonė. Labiausiai vertinami jūros dumbliai yra raudonieji dumbliai Porphyra arba nori, kurie yra pagrindinis žmogaus maisto šaltinis visame pasaulyje. Jo pasaulinė produkcija sudaro apie keturiolika milijardų lapų ir yra vertinama maždaug 1, 8 mlrd. JAV dolerių per metus.

Kiti valgomieji jūros dumbliai yra Gracilaria, Undaria, Laminaria ir Caulerpa. Pramoniniu požiūriu svarbios karageninų jūros dumblių rūšys yra tokios rūšys kaip Chondrus, Eucheuma ir Kappaphycus, alginatai (Ascophyllum, Laminaria, Macrocystis) ir agaro agaras (Geledium ir Gracilaria). Šie svarbūs polisakahidai, dar vadinami phycocolloides, yra visame pasaulyje pripažinti nekenksmingais.

Agaro agaras:

Agaras paprastai išgaunamas iš raudonųjų piktžolių, tokių kaip Gelidium ir Gracilaria. Agare yra du svarbūs komponentai - agarozė ir agropektinas, kurie agaro junginius daro labai naudingus popieriaus gamybai, auginimo terpėms, maisto produktų išsaugojimui, pakavimo, odos, pieno ir kosmetikos pramonei.

Carrageenan:

Karageninas paprastai ekstrahuojamas iš Eucheuma ir Chondrus rūšių. Skirtingos karageninų formos vadinamos kappa, lambda, iota, mu ir epsilon. Beveik dvidešimt procentų karagenino produkcijos naudoja kosmetikos ir farmacijos pramonė kaip emulsijų stabilizatoriai. Karageninai taip pat naudojami dietiniuose maisto produktuose, pavyzdžiui, desertuose, kuriuose nėra krakmolo, salotų padažai, želė, uogienės, sirupai ir pudingo padažai.

Alginatai:

Algatai yra natrio, kalcio arba kalio alginato druskos ir yra naudojami įvairiuose produktuose. Algino rūgštis paprastai išskiriama iš Laminaria, Ecklonia ir Macrocystis. Algatai naudojami kaip emulsikliai ir emulsijos stabilizatoriai kremuose ir losjonuose. Natrio alginatas veikia kaip lubrikantas muiluose ir skutimosi kremuose. Alginatai taip pat naudojami mikrobų, augalų ir gyvūnų ląstelių, naudojamų kaip metabolitų gamintojai arba biologiniai konverteriai, kapsulėse.

Terapiniai agentai:

Platus jūros dumblių ekstraktų naudojimas kosmetikos pramonėje pagimdė „talasoterapiją“, kurioje jūros dumbliai ir jų ekstraktai naudojami kaip terapiniai agentai. Talasoterapijos gydymo metu jūros vandenys ir jūros dumbliai yra naudojami žmogaus organizmo ląstelėms veikti, siekiant detoksikuoti ir tuo pačiu metu subalansuoti odos pH.

Šiai terapijai naudojami jūros dumbliai yra Laminaria digitata, turintys daug vitaminų A, E, C ir B, amino rūgščių, hormonų ir jodo. Jis didina medžiagų apykaitos greitį ir taip pat stimuliuoja deguonies suvartojimą ląstelėse ir mažina šilumos gamybą.

Kiti jūros dumblių junginiai yra terpenai, amino rūgštys, fenoliai, pirolinės medžiagos, arsenosugarai, steroliai (pvz., Fukosterolis), dažikliai (pvz., Raudonųjų dumblių ir rudųjų dumblių raudonieji dumbliai) ir aminorūgštys (pvz., Chondrinas, gigartininas, kalio rūgštis arba β- karotinas) taip pat turi didžiulę vertę. Spirulina, mėlynos žaliosios bakterijos (cynobacteria) ir Ascophyllum nodosum gali būti veiksmingai naudojamos kaip mitybos priemonės, bendrosios tonikos ir jaunikliai.

Nustatyta, kad kai kurie iš raudonųjų, žaliųjų ir rudųjų dumblių išpilstytų polisacharidų turi antikoaguliantų savybių. Tai apima Codium fragile sp. „atlanticum“ ir „lambda-karragenanas“ ir „Grateloupia dichotoma“ karageninas. Šie junginiai pasižymi panašiomis savybėmis kaip ir žinduolių audiniuose randamas heparinas, kuris padeda kraujo krešėjimui. Šie ekstraktai yra puiki alternatyva heparinui, naudojamam norint išvengti vainikinių trombozių.

Kai kurie sulfatiniai polisacharidai taip pat turi antivirusinių savybių. Karaginanai buvo naudojami Herpes Simplex virusui (HSV) slopinti. Pastaruoju metu buvo pastebėta, kad karageninas taip pat slopina žmogaus imunodeficito virusą (ŽIV), kišdamasis į ŽIV užsikrėtusias sulietas ląsteles, ir vėliau slopina retrovirų fermentą atvirkštinę transkriptazę.

Daugelis kitų jūros dumblių ir jų produktų turi tiesioginę naudą žmonių sveikatai. Pavyzdžiui, Laminaria rūšys gausu jodo ir gali būti naudojamos dietiniams gėrimams ir masažiniams kremams gaminti. Panašiai, Sargassum muticumm yra daug vitaminų E ir K, Lithothamnion ir Phymatolithon yra daug kalcio karbonato ir mikroelementų. Molekuliniai įrankiai gali padėti išnaudoti šias rūšis ir iš jų surinkti svarbius produktus.

Vaistai:

Biotechnologijos tyrėjai iš jūros aplinkos išskyrė daug bioaktyvių medžiagų, turinčių didelį potencialą įvairių žmonių ligų gydymui. Konkrečios kempinės junginys „Manoalide“ pagimdė daugiau kaip tris šimtus cheminių analogų, daugelis iš kurių buvo atlikti klinikiniai tyrimai kaip priešuždegiminiai vaistai. Mokslininkai taip pat nustatė keletą jūrų metabolitų, kurie yra aktyvūs prieš maliarijos parazitą Plasmodium falciparum.

Havajų universitete atlikto tyrimo metu mokslininkai pranešė apie kompleksinį junginį „Depsipeptidas“. Nedideli šio junginio kiekiai randami moliuskų Elysia rufescens ir dumblių, kuriuose jis maitinamas. Depsipeptidas veikia prieš plaučių ir storosios žarnos navikus, o moliuskų genetinės manipuliacijos gali sukelti pakankamą kiekį vaisto, skirto tyrimui.

Kitas vaistas, gautas iš jūrų augalų ir bestuburių gyvūnų, yra „Pseudopterosin“. Šis naujas diterpeno glikozidas slopina uždegimą. Nors šiuo metu kosmetikos pramonėje ji plačiai naudojama, tikimasi, kad po klinikinių tyrimų jie taip pat sukrės farmacijos pramonę.

Bryozoan „Bugula neritina“, lėtai augantis jūrų bestuburys, yra galimo leukemijos vaisto šaltinis. Vaistas nedideliais kiekiais yra gyvulyje arba ant jo. Kadangi bestuburiai gyvūnai gyvena simbiotiniuose santykiuose su bakterija, bakterija sintezuoja toksišką vaistą, kad apsaugotų bryozoaną nuo plėšrūnų, mainais už erdvę, kurioje jis galėtų augti.

Kalifornijos universiteto mokslininkai bando įrodyti, kad bakterija gali gaminti didelį kiekį vaisto. Be to, jie stengiasi sukurti bakterijos didelio masto kultūros metodus. Toliau atliekami tyrimai, siekiant atskleisti vaisto išskyrimo būdą.

Fermentai:

Daugelis fermentų taip pat buvo išskirti iš jūrų bakterijų. Šie fermentai pasižymi unikaliomis savybėmis, kurios leidžia jiems klestėti geriausiai ekstremalioje aplinkoje. Kai kurie iš šių fermentų yra atsparūs šilumai ir druskai, todėl jie yra naudingi pramoniniam procesui. Pažvelkime į kai kurių šių fermentų pritaikomumą.

Ekstraląstelinės proteazės gali būti naudojamos plovikliuose ir pramoniniuose valymo darbuose, pavyzdžiui, atvirkštinės osmoso membranų valymas. „Vibrio alginolyticus“ gamina proteazes, kurios pasižymi neįprastu atsparumu plovimui - šarminės serino eksprotazės. Šis jūrų organizmas taip pat gamina „Collagenase“ fermentą, kuris turi daug pramoninės ir komercinės paskirties.

Tyrimai parodė, kad dumblių sudėtyje yra unikalus haloperoksidazės fermentas, kuris katalizuoja halogeno įtraukimą į metabolitus. Šie fermentai yra labai naudingi, nes halogeninimas yra svarbus chemijos pramonės procesas.

Japonijos mokslininkai taip pat sukūrė metodus, kaip paskatinti jūros dumblių gaminti didelį kiekį fermento superoksidazės dismutato, turinčio plačią medicinos, kosmetikos ir maisto pramonėje. Termostabilūs fermentai turi papildomą pranašumą mokslinių tyrimų ir pramonės procesuose.

Svarbūs termiškai stabilūs DNR modifikuojantys fermentai apima polimerazes, ligazes ir restrikcijos endonukleazes. Pavyzdžiui, tai buvo jūrų organizmas, iš kurio buvo fermentas Taq. Polimerazė buvo izoliuota. Šis termostabilus fermentas tapo polimerazės grandinės reakcijos pagrindu.

„New Jersey“ Rutgerso universiteto tyrimai buvo išskirti naują fermentą „a-galaktosidazę“ iš „Thermotoga neapolitana“. Šis fermentas hidrolizuoja melibio oligomerus. Šie oligomerai yra pagrindiniai sojos ir kitų pupelių produktų komponentai, kurie riboja sojos kiekį, kuris gali būti įtrauktas į gyvūnų pašarą, skirtą skrandžio gyvūnams, pvz., Kiaulėms ir viščiukams (nes jie negali virškinti oligomerų). Taigi, galatosidazę galima panaudoti sojos produktams pašalinti melibiozės ir proteazės inhibitorius.

Mokslininkai taip pat bando gauti DNR polimerazes (iš bakterijų), kurios padidins biotechnologinių procesų efektyvumą DNR replikacijos metu. Jie taip pat tiria šalto atsparumo fermentus iš labai šalto vandenyno aplinkos.

Dauguma fermentų, dalyvaujančių pirminiuose termofilinių bakterijų metabolizmo keliuose, yra termiškai stabilesni nei jų kolegos, esančios esant vidutinei temperatūrai. Išsamiai išnagrinėjus fermentų, gautų iš terminio filmo jūrų mikroorganizmų, tyrimas gali žymiai prisidėti prie fermento terminio stabilumo mechanizmų supratimo ir tokiu būdu leisti identifikuoti pramoniniam naudojimui tinkamus fermentus.

Biomolekulės:

Naujausi tyrimai parodė, kad jūrų biocheminiai procesai gali būti naudojami gaminant naujas biomedžiagas. Čikagoje įsikūrusi bendrovė komercializavo naują biologiškai skaidžių polimerų klasę, pagamintą pagal natūralias medžiagas, kurios sudaro moliuskų kriauklių organines matricas.

Jūrų diatomų, kokcititoforidų, moliuskų ir kitų jūros bestuburių mechanizmai, skirti sukurti sudėtingas mineralizuotas struktūras, yra labai įdomūs nanometro skalėje (mažiau nei milijardo metro dydžio).

Šios nanometrinės skalės struktūros gali pagerinti inžinerinių procesų supratimą kuriant bio-keramiką, kurios gali revoliuciškai pakeisti medicinos implantų, automobilių dalių, elektroninių prietaisų, apsauginės dangos ir kitų naujų produktų gamybą.

Biologiškai skaidomi polimerai:

Austrių korpusai yra naujas šaltinis sintetiniams biologiškai skaidomiems polimerams, turintiems platų naudingų pramoninių savybių spektrą. Šie polimerai naudojami vandens valymui ir žemės ūkio reikmėms. „Donlar Corporation“ „Bed Ford Park“, Ilinojus, apskaičiavo, kad potenciali tokių produktų rinka yra milijonų dolerių.

Naudojant natūralų antifrizo junginį, kuris randamas žiemos plekšnėje kaip modelis, mokslininkai taip pat kuria sintetinius antifrizo peptidus, kurie bus biologiškai skaidomi ir padės kontroliuoti ledus orlaiviuose, greitkeliuose ir žemės ūkio kultūrose.

Bioremediacija:

Bioremediacija turi didelį potencialą sprendžiant jūrų aplinkos ir akvakultūros problemas. Šis procesas gali padėti išspręsti naftos išsiliejimą, nuodingų cheminių medžiagų judėjimą iš žemės dėl išplovimo, nuotekų ir cheminių atliekų šalinimo, mineralų, pvz., Mangano, regeneravimo ir akvakultūros bei jūros gėrybių perdirbimo.

JAV mokslininkai Louisiana State universitete sukūrė tradicinius biotechnologinius metodus, kaip metabolizuoti toksiškus teršalus, pavyzdžiui, PCB (Poly Chloro Bifenyls), PAH ir kreozotą. Jie taip pat sėkmingai naudojosi biokuro apdorojimu ir panaudotų jūrinių medžių ir pilingų perdirbimu iš jūros įrenginių, tokių kaip uostai ir naftos gamybos struktūros. Jų tyrimuose buvo pateikti nauji būdai pašalinti kreozotą, varį, chromą, arseną ir kitus toksiškus junginius iš apdorotos medienos, siekiant skatinti medienos perdirbimą.

Rekombinantiniai įrankiai taip pat gali būti naudojami augalų ir gyvūnų genams, kurie gamina metallotioneinus (metalo rišamuosius baltymus), pernešimui į jūrų organizmus, kad būtų lengviau pašalinti vandenį. Mokslininkai įdėjo vištienos metallotioneino geną vienoje ląstelėje esančioje žalioje alga „Chlamydomonas reinhardtii“ ir pranešė, kad tai skatina tankesnį dumblių augimą užterštame kadmio vandenyje.

Mokslininkai taip pat sukūrė naujas bakterijas, kurios gali suskaidyti aliejų penkis kartus greičiau netoli vienaląsčių organizmų, vadinamų pirmuoniais. Kadangi pirmuonys valgo užteršiančias bakterijas, numatoma, kad jų pašalinimas galbūt padidintų suskirstymo rodiklius. Buvo pasiūlyta, kad šie pirmuoniai yra svarbūs biologiniam skaidymui. Mokslininkai taip pat bando iššifruoti, kaip pirmuonys bakterijas greičiau valgo angliavandenilius.

Jūriniai organizmai taip pat buvo naudojami nustatant herbicidų koncentraciją dirvožemyje, vandenyje ir užterštose vietose. Parengtas tyrimas yra pagrįstas cyno bakterija, kuri buvo genetiškai modifikuota lydėti geno geną.

Šis liukso baltymas sukelia šviesos emisiją esant cheminio reagento dekanaliniam kanalui. Esant herbicidui, kuris veikia fotosintezės mašinoms, ciano bakterijų šviesos emisija sumažėja taip, kad ją galima išmatuoti ir kalibruoti pagal esamos herbicido koncentraciją.

Biotechnologines priemones taip pat galima naudoti pažeistai aplinkai atkurti. Pavyzdžiui, Floridos universiteto studijos rodo, kad jūrų avižų ir kitos pakrantės augalijos gamybai naudojamos mikroįvairovės gali padėti pagerinti aplinkosaugą.

Nepaisant visos šios mokslo pažangos, didelė vertingų jūrų išteklių vertė vis dar yra nepanaudota. Suprasti jūrų biologinę technologiją ir jos potencialą naudojant modemo technologijas gali būti revoliucinis. Tai apima tokias sritis kaip biomedžiagos, vaistai, diagnostika, akvakultūra, jūros gėrybės, bioremediacija, biofilmai ir korozija. Jis taip pat gali atlikti svarbų vaidmenį plėtojant jūrų florą ir fauną, kuri gali būti nuimta žmogaus gerovei.