La biotecnologia è l'applicazione di principi scientifici e ingegneristici all'elaborazione di materiali mediante agenti biologici per fornire beni e servizi. Fin dai suoi albori, l'umanità ha prodotto e consumato alimenti ottenuti attraverso processi che coinvolgono microrganismi, organismi viventi microscopici che operano sotto il controllo umano, attivando reazioni chimiche tramite enzimi specifici. Molte delle tecniche biotecnologiche si fondano sul potere trasformante degli enzimi, che giocano un ruolo centrale come molecole chiave in questi processi. Per tale ragione, la biotecnologia ha mantenuto uno stretto rapporto con la società. Sebbene oggi sia più spesso associata allo sviluppo di farmaci, storicamente la biotecnologia è stata principalmente associata al cibo, affrontando problemi quali la malnutrizione e la carestia. La storia della biotecnologia inizia con la zimotecnologia, Sharma. Shalendra D. "Biotechnology Revolution"; Encyclopedia of India (vol. 1) edited by Stanley Wolpert. Thomson Gale: 2006; pages 154–157. che ha iniziato concentrandosi sulle tecniche di produzione della birra. Tuttavia, durante la prima guerra mondiale, la zimotecnologia si sarebbe estesa per affrontare problemi industriali più ampi e il potenziale della fermentazione industriale avrebbe dato origine alla biotecnologia. Tuttavia, sia il progetto sulle proteine monocellulari che quello sul gasolio non hanno avuto successo a causa di vari problemi, tra cui la resistenza dell'opinione pubblica, un mutamento della situazione economica e cambiamenti nel potere politico.
Tuttavia, la nascita di una nuova disciplina, l'ingegneria genetica, avrebbe in tempi brevi posto la biotecnologia al centro del dibattito pubblico sulla scienza, instaurando così uno stretto rapporto tra la comunità scientifica, i cittadini e il governo. Questi dibattiti divennero noti nel 1975 alla Conferenza di Asilomar, dove Joshua Lederberg fu il più esplicito sostenitore di questo campo emergente della biotecnologia. Già nel 1978, con lo sviluppo dell'insulina umana sintetica, le affermazioni di Lederberg si rivelarono valide e l'industria biotecnologica crebbe rapidamente. Ogni nuovo progresso scientifico diventava un evento mediatico concepito per catturare il sostegno del pubblico e, negli anni '80, la biotecnologia si trasformò in un'industria reale e promettente. Nel 1988, solo cinque proteine derivate da cellule geneticamente modificate erano state approvate come farmaci dalla Food and Drug Administration (FDA) degli Stati Uniti, ma questo numero sarebbe salito alle stelle, superando le 125 entro la fine degli anni Novanta.
Il campo dell'ingegneria genetica rimane un argomento di acceso dibattito nella società odierna, soprattutto nelle ultime due decadi con l'avvento della terapia genica, della ricerca sulle cellule staminali, della clonazione e degli alimenti geneticamente modificati. Sebbene oggigiorno sembri naturale associare i farmaci alle soluzioni dei problemi sanitari e sociali, in realtà questa correlazione tra biotecnologia e bisogni sociali ha avuto inizio molti a secoli fa.
Origini della biotecnologia La biotecnologia nasce dal campo della zimotecnologia o zimurgia (ossia la scienza che studia i processi fermentativi) che iniziò con la ricerca di una migliore comprensione della fermentazione industriale, in particolare della birra. La birra era un bene industriale importante, non solo sociale. Nella Germania di fine Ottocento, la produzione della birra contribuiva al prodotto nazionale lordo tanto quanto l’acciaio, e le tasse sull’alcol si rivelarono fonti significative di entrate per il governo. Negli anni '60 dell'Ottocento, istituti e società di consulenza redditizie si dedicarono alla tecnologia della produzione della birra. Il più famoso fu il Carlsberg Institute, un istituto privato fondato nel 1875, presso il quale lavorò Emil Christian Hansen, pioniere del processo con lievito puro per la produzione affidabile di birra uniforme. Meno note erano le società di consulenza private che fornivano consulenza all'industria della birra. Uno di questi, lo Zymotechnic Institute, fu fondato a Chicago dal chimico di origine tedesca John Ewald Siebel.
Il periodo di massimo splendore e di espansione della zimotecnologia si verificò durante la prima guerra mondiale, in risposta alle esigenze industriali di supporto alla guerra. Durante la guerra, Max Delbrück coltivò il lievito su vasta scala per soddisfare il 60 percento del fabbisogno di mangimi per animali della Germania. I composti di un altro prodotto della fermentazione, l'acido lattico, compensavano la mancanza del fluido idraulico, il glicerolo. Da parte degli Alleati, il chimico russo Chaim Weizmann utilizzò l'amido per eliminare la carenza di acetone in Gran Bretagna, una materia prima fondamentale per la cordite, fermentando il mais in acetone. Il potenziale industriale della fermentazione stava diventando troppo grande per la sua tradizionale applicazione nella produzione della birra e la "zimotecnologia" presto lasciò il posto alla "biotecnologia".
Con la crescente scarsità di cibo e l'esaurimento delle risorse, alcuni sognarono una nuova soluzione industriale. L'ungherese Károly Ereky coniò il termine "biotecnologia" in Ungheria nel 1919 per descrivere una tecnologia basata sulla conversione di materie prime in un prodotto più utile. Costruì un mattatoio per mille maiali e anche un allevamento di maiali con spazio per 50.000 maiali, allevandone oltre 100.000 all'anno. L'impresa era enorme e divenne una delle più grandi e redditizie al mondo nel settore della lavorazione di carne e grassi. In un libro intitolato Biotechnologie, Ereky sviluppò ulteriormente un tema che sarebbe stato riproposto per tutto il XX secolo: la biotecnologia potrebbe fornire soluzioni alle crisi sociali, come la carenza di cibo ed energia. Per Ereky, il termine "biotecnologia" indicava il processo mediante il quale le materie prime potevano essere trasformate biologicamente in prodotti socialmente utili.
Questo termine si diffuse rapidamente dopo la prima guerra mondiale, quando il termine "biotecnologia" entrò nei dizionari tedeschi e fu adottato all'estero da società di consulenza private affamate di affari, fino agli Stati Uniti. A Chicago, ad esempio, l'avvento del proibizionismo alla fine della prima guerra mondiale spinse le industrie biologiche a creare opportunità per nuovi prodotti di fermentazione, in particolare un mercato per le bevande analcoliche. Emil Siebel, figlio del fondatore dello Zymotechnic Institute, si separò dall'azienda del padre per fondarne una propria, chiamata "Bureau of Biotechnology", che offriva specificatamente competenze in bevande analcoliche fermentate.
La convinzione che le esigenze di una società industriale potessero essere soddisfatte attraverso la fermentazione dei rifiuti agricoli era un ingrediente importante del "movimento chemurgico". I processi basati sulla fermentazione generavano prodotti di utilità sempre crescente. Negli anni '40, la penicillina fu la più drammatica. Sebbene sia stato scoperto in Inghilterra, è stato prodotto industrialmente negli Stati Uniti utilizzando un processo di fermentazione profonda originariamente sviluppato a Peoria, Illinois. Gli enormi profitti e le aspettative del pubblico generate dalla penicillina determinarono un radicale cambiamento nella posizione dell'industria farmaceutica. I medici usavano l'espressione "farmaco miracoloso" e lo storico del suo uso in tempo di guerra, David Adams, ha suggerito che per il pubblico la penicillina rappresentava la salute perfetta che andava di pari passo con l'automobile e la casa da sogno della pubblicità americana in tempo di guerra. A partire dagli anni '50, la tecnologia della fermentazione è diventata sufficientemente avanzata da produrre steroidi su scale industriali significative. Di particolare importanza è stata la migliorata semisintesi del cortisone che ha semplificato la vecchia sintesi da 31 passaggi a 11 passaggi. Si stima che questo progresso ridurrà il costo del farmaco del 70%, rendendolo poco costoso e disponibile. Oggi la biotecnologia svolge ancora un ruolo centrale nella produzione di questi composti e probabilmente continuerà a svolgerlo anche negli anni a venire.
Progetti di proteine monocellulari e gasolio Aspettative ancora maggiori nei confronti della biotecnologia sorsero negli anni '60 grazie a un processo che consentiva la crescita di proteine monocellulari. Quando il cosiddetto divario proteico minacciava la fame nel mondo, produrre cibo localmente coltivandolo a partire dagli scarti sembrava una soluzione. Fu la possibilità di coltivare microrganismi sul petrolio a catturare l’immaginazione di scienziati, politici e commercianti. Grandi aziende come la British Petroleum (BP) hanno puntato il loro futuro su questo. Nel 1962, la BP costruì un impianto pilota a Cap de Lavera nel sud della Francia per pubblicizzare il suo prodotto, Toprina. Il lavoro di ricerca iniziale a Lavera fu svolto da Alfred Champagnat, Nel 1963, iniziò la costruzione del secondo impianto pilota della BP presso la raffineria di petrolio di Grangemouth in Gran Bretagna.
Poiché non esisteva un termine ben accettato per descrivere i nuovi alimenti, nel 1966 al MIT fu coniato il termine "proteina monocellulare" (SCP) per fornire un nuovo titolo accettabile ed entusiasmante, evitando le spiacevoli connotazioni di microbico o batterico.
L'idea del "cibo dal petrolio" divenne molto popolare negli anni '70, quando in diversi paesi vennero costruiti impianti per la coltivazione di lieviti alimentati con n- paraffine. I sovietici furono particolarmente entusiasti, aprendo grandi impianti "BVK" (belkovo-vitaminny kontsentrat, cioè "concentrato di proteine e vitamine") accanto alle loro raffinerie di petrolio a Kstovo (1973)Первенец микробиологической промышленности (Microbiological industry's first plant), in: Станислав Марков (Stanislav Markov) «Кстово – молодой город России» (Kstovo, Russia's Young City) e Kirishi (1974). [ <span title="This claim needs references to reliable sources. (February 2016)">citazione necessaria</span> ]
Verso la fine degli anni '70, tuttavia, il clima culturale era completamente cambiato, poiché la crescita dell'interesse per l'SCP aveva avuto luogo in un contesto economico e culturale in continua evoluzione (136). Innanzitutto, nel 1974 il prezzo del petrolio aumentò in modo catastrofico, tanto che il costo al barile era cinque volte superiore a quello di due anni prima. In secondo luogo, nonostante la fame persistesse in tutto il mondo, la domanda prevista iniziò a spostarsi dagli esseri umani agli animali. Il programma era partito con l'idea di coltivare cibo per le popolazioni del Terzo Mondo, ma il prodotto è stato invece lanciato come alimento per animali destinato ai paesi sviluppati. La rapida crescita della domanda di mangimi per animali ha reso quel mercato economicamente più attraente. La caduta definitiva del progetto SCP, tuttavia, venne dalla resistenza pubblica.
Ciò è stato particolarmente sentito in Giappone, dove la produzione è stata più vicina alla conclusione. Nonostante il loro entusiasmo per l'innovazione e il tradizionale interesse per gli alimenti prodotti microbiologicamente, i giapponesi furono i primi a vietare la produzione di proteine monocellulari. I giapponesi alla fine non riuscirono a separare l'idea dei loro nuovi alimenti "naturali" dalla connotazione tutt'altro che naturale del petrolio. Queste argomentazioni vennero avanzate in un contesto di sospetto nei confronti dell'industria pesante, in cui si esprimeva preoccupazione per le minime tracce di petrolio. Pertanto, la resistenza pubblica verso un prodotto innaturale portò alla fine del progetto SCP, concepito come tentativo di risolvere il problema della fame nel mondo.