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Die biotechnologische Forschung und Entwicklung (F&E) konzentriert sich auf zelluläre Lebensprozesse, um bei der Diagnose von Krankheiten zu helfen, wirksamere Arzneimittel herzustellen, Krankheitstherapien zu verbessern und optimierte Konsumgüter zu erzeugen. Biotechnische Forscher untersuchen mikroskopische Organismen (z. B. Bakterien, Viren, Protozoen oder mikroskopische Pilze und Algen) sowie subzelluläre Bestandteile (z. B. DNA, RNA und Enzyme), um deren Auswirkungen auf die Umwelt oder den menschlichen Körper zu bestimmen.
Sie arbeiten in Laboren, um Proben zu analysieren und Daten zu sammeln, die Unternehmen bei der Entwicklung neuer Produkte und Techniken unterstützen – wie Impfstoffe, krankheitsresistente Nutzpflanzen, enzymatische Reinigungsmittel, Biokraftstoffe und Gentherapien.
Forschung und Entwicklung gliedern sich in drei Komponenten: Grundlagenforschung, angewandte Forschung und Produktentwicklung. Die Grundlagenforschung sammelt Daten ausschließlich zur Erweiterung des wissenschaftlichen Wissens. Aufgrund der fraglichen Anwendungspotenziale erhält sie in der unternehmerischen F&E die geringste Aufmerksamkeit. Die angewandte Forschung konzentriert sich auf die Entwicklung von Produkten oder Techniken und löst ein Problem auf dem Markt (z. B. Krebsforschung zur Entwicklung neuer Medikamente und Therapien). Die Entwicklung wendet die Daten aus der Forschung an, um tatsächliche Produkte zu schaffen. Um den Forschungs- und Entwicklungsprozess abzuschließen, testen Wissenschaftler diese Produkte, bevor sie an Verbraucher freigegeben werden.
Wissenschaftler beginnen ihre biotechnologische F&E mit Treffen mit Unternehmensleitern und anderen Interessengruppen, um Forschungsziele zu besprechen. Anschließend führen die Forscher Experimente auf zellulärer und subzellulärer Ebene durch. Sobald sie die gesammelten Daten analysiert haben, können sie ein Produkt oder eine Therapie entwickeln und testen. Einige biotechnologische F&E-Arbeiten können in Krankenhäusern durchgeführt werden, um die Auswirkungen von Medikamenten oder Therapien auf tatsächliche Patienten zu analysieren.
Biotechnologische Forscher besitzen in der Regel einen Doktortitel in Biologie oder einem verwandten Teilgebiet. Sie haben Biologie, Chemie, Informatik, Ingenieurwesen, Laborverfahren, Mathematik, Mikrobiologie und Physik studiert. Wissenschaftler können sich auf ein bestimmtes Teilgebiet spezialisieren, wie Agronomie, Botanik, Medizin oder Veterinärmedizin.
Laut dem U.S. Bureau of Labor Statistics (BLS) beschäftigt die Pharmaindustrie die Mehrheit der biotechnologischen Wissenschaftler. Auch landwirtschaftliche Unternehmen, Universitäten und die Bundesregierung nutzen biotechnologische F&E. Die Finanzierung kann vom Arbeitgeber oder von Unternehmen wie der Biotechnology Research and Development Corporation oder gemeinnützigen Stiftungen wie der Rockefeller Foundation stammen. Laut dem National Science Board wurde im Jahr 2001 eine Milliarde US-Dollar an biotechnologischer F&E von Konsumgüterunternehmen finanziert.
Laut dem BLS wird die Nachfrage nach biotechnologischer Forschung und Entwicklung durch unsere alternde Bevölkerung und den Bedarf an neuen Arzneimittel- und Gesundheitstherapien angetrieben. Bioinformatik, ein neuer Zweig der Biotechnologie, nutzt Informationstechnologie zur Analyse genetischer Daten. Die Forschung auf diesem Gebiet könnte die Entwicklung von Gentherapien unterstützen. Das BLS nennt Kalifornien, New York, Massachusetts, Illinois, Maryland, Pennsylvania und New Jersey als die Bundesstaaten mit der höchsten Beschäftigung in der Forschungs- und Entwicklungsbranche.
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