BookPDF Available

Прогноз научно-технологического развития России: 2030. Биотехнологии

March 2014

Publisher: National Research University Higher School of Economics
Editor: Л.М. Гохберг, М.П. Кирпичников
ISBN: 978-5-906737-05-2

Authors:

National Research University Higher School of Economics

Цель долгосрочного Прогноза научно-технологического развития на период до 2030 года – определение наиболее перспективных для России областей развития науки и технологий, обеспечивающих реализацию конкурентных преимуществ страны. Итоговые рекомендации прошли широкое обсуждение с привлечением значительного числа российских и зарубежных экспертов, которые принимали участие в определении и оценке глобальных вызовов и окон возможностей, инновационных рынков, радикальных продуктов и технологий, выборе приоритетных областей научных исследований и их верификации. В рамках разработки прогноза сформирована сеть отраслевых центров научно-технологического прогнозирования, включающая ведущие научные организации, вузы и инновационные компании из 40 регионов России. Выполненная работа была сфокусирована на семи приоритетных направлениях развития науки и технологий. В данной публикации представлены материалы по приоритетному направлению «Биотехнологии». В докладе использованы материалы следующих организаций: Национального исследовательского университета «Высшая школа экономики»; Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова; Национального исследовательского центра «Курчатовский институт»; отраслевого центра научно-технологического прогнозирования на базе Сибирского государственного медицинского университета; технологических платформ («БиоТех2030», «Медицина будущего» и др.). Приведенные в докладе материалы представляют практический интерес для органов государственного управления, компаний, научных организаций, вузов, технологических платформ, инновационных территориальных кластеров и других заинтересованных организаций. Издание подготовлено при поддержке Программы «Фонд развития прикладных исследований Национального исследовательского университета «Высшая школа экономики».

Content uploaded by Alexander Sokolov

Content may be subject to copyright.

CMY

bio.pdf 1 24.02.2014 17:28:04

block.indd 1 24.02.2014 17:33:32

Авторы:

А.Ю. Гребенюк, М.П. Кирпичников, Л.Ю. Матич, В.О. Попов,

Н.В. Равин, К.Г. Скрябин, А.В. Соколов, А.А.Чулок

Авторский коллектив выражает искреннюю благодарность

за значительный вклад в экспертизу представленных в докладе материалов:

М.Ю. Бебурову, А.Г. Габибову, А.А. Макарову, В.А. Ткачуку.

УДК 60-043.86

ББК 65.5-5

П78

  Прогнознаучно-технологическогоразвитияРоссии:2030.Биотехнологии / под. ред. Л.М. Гохберга,

М.П. Кирпичникова. – Москва : Министерство образования и науки Российской Федерации, Национальный

исследовательский университет «Высшая школа экономики», 2014. – 48 с.

ISBN 978-5-906737-05-2

Работа выполнена Национальным исследовательским университетом «Высшая школа экономики» по заказу Министер-

ства образования и науки Российской Федерации.

Цель долгосрочного Прогноза научно-технологического развития на период до 2030 года – определение наиболее пер-

спективных для России областей развития науки и технологий, обеспечивающих реализацию конкурентных преимуществ

страны. Итоговые рекомендации прошли широкое обсуждение с привлечением значительного числа российских и зарубеж-

ных экспертов, которые принимали участие в определении и оценке глобальных вызовов и окон возможностей, инновацион-

ных рынков, радикальных продуктов и технологий, выборе приоритетных областей научных исследований и их верификации.

В рамках разработки прогноза сформирована сеть отраслевых центров научно-технологического прогнозирования,

включающая ведущие научные организации, вузы и инновационные компании из 40 регионов России.

Выполненная работа была сфокусирована на семи приоритетных направлениях развития науки и технологий. В данной

публикации представлены материалы по приоритетному направлению «Биотехнологии».

В докладе использованы материалы следующих организаций:

– Национального исследовательского университета «Высшая школа экономики»;

– Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова;

– Национального исследовательского центра «Курчатовский институт»;

– отраслевого центра научно-технологического прогнозирования на базе Сибирского государственного медицинского

университета;

– технологических платформ («БиоТех2030», «Медицина будущего» и др.).

Приведенные в докладе материалы представляют практический интерес для органов государственного управления,

компаний, научных организаций, вузов, технологических платформ, инновационных территориальных кластеров и других

заинтересованных организаций.

Издание подготовлено при поддержке Программы «Фонд развития прикладных исследований

Национального исследовательского университета «Высшая школа экономики».

УДК 60-043.86

ББК 65.5-5

ISBN 978-5-906737-05-2 © Национальный исследовательский университет

«Высшая школа экономики», 2014

При перепечатке ссылка обязательна

block.indd 2 24.02.2014 17:33:32

Содержание

Аббревиатуры ..........................................................................................................4

Введение ...............................................................................................................5

Методические комментарии .....................................................................................12

1. Вызовыиокнавозможностей.......................................................................... 13

2.Перспективныерынки,продуктыиуслуги....................................................... 17

3.Перспективныенаправлениянаучныхисследований........................................ 23

3.1. Научно-методическая база исследований в области биотехнологий ................... 24

3.2. Промышленные биотехнологии ..................................................................... 26

3.3. Агробиотехнологии .....................................................................................30

3.4. Экологические биотехнологии ......................................................................34

3.5. Пищевые биотехнологии ..............................................................................36

3.6. Лесные биотехнологии ................................................................................38

3.7. Аквабиокультура .........................................................................................40

Список литературы .................................................................................................42

block.indd 3 24.02.2014 17:33:32

Аббревиатуры

ДНК Дезоксирибонуклеиновая кислота

ЕС Европейский союз

ИиР Исследования и разработки

ИКТ Информационно-коммуникационные технологии

НИУ ВШЭ Национальный исследовательский университет

«Высшая школа экономики»

ОПЕК Организация стран – экспортеров нефти

(Organization of the Petroleum Exporting Countries – OPEC)

ОЭСР Организация экономического сотрудничества и развития

ПНТР Прогноз научно-технологического развития России

на период до 2030 г.

РНК Рибонуклеиновая кислота

ЮНИДО Организация Объединенных Наций по промышленному развитию

(United Nations Industrial Development Organization – UNIDO)

block.indd 4 24.02.2014 17:33:32

«Сейчас завершается разработка долгосрочного

прогноза научно-технологического развития России

до 2030 года. Выделены конкретные направления

как для подъема традиционных секторов, так и для

прорыва на рынке высоких технологий…»

В.В. Путин

Послание Президента Российской Федерации

Федеральному Собранию Российской Федерации,

12 декабря 2012 г.

«Прогноз должен послужить основой для разработ-

ки стратегий и инновационных программ крупней-

ших российских компаний … Прогноз носит не толь-

ко индикативный характер… – это прогноз, на

основе которого готовятся планы».

Д.А. Медведев

Совещание с вице-премьерами,

20 января 2014 г.

Введение

В январе 2014 г. Председателем Правительства Российской Федерации

был утвержден долгосрочный Прогноз научно-технологического развития России на пери-

од до 2030 г. (ПНТР)1. Доклад, содержащий его детальные результаты, был согласован с за-

интересованными министерствами и ведомствами (Минкомсвязи России, Минздравом Рос-

сии, Минтрансом России, Минфином России, Минэкономразвития России, Минпромторгом

России, Минприроды России, Минэнерго России, Роскосмосом), Российской академией наук

и одобрен на заседании Межведомственной комиссии по технологическому прогнозирова-

нию президиума Совета при Президенте Российской Федерации по модернизации экономи-

ки и инновационному развитию России2 17 декабря 2013 г. Значение ПНТР для определения

стратегических перспектив социально-экономического и научно-технологического разви-

тия страны отмечено в послании Президента Российской Федерации Федеральному Собра-

нию 12 декабря 2012 г. [Послание Президента Российской Федерации Федеральному Со-

бранию, 2012], а также Председателем Правительства Российской Федерации на совещании

с вице-премьерами 20 января 2014 г. [Совещание с вице-премье рами, 2014].

В настоящем докладе представлены подробные результаты ПНТР по приоритетному на-

правлению «Биотехнологии».

Разработка ПНТР осуществлялась на фоне серьезных изменений, происходящих в по-

следние годы в отечественной экономике (в частности, в сфере науки и инноваций), и свя-

занных с этим преобразований научно-технической и инновационной политики, расшире-

ния круга ее субъектов и спектра используемых инструментов.

1 Резолюция № ДМ-П8-5 от 3 января 2014 г.

2 Создана решением президиума Совета при Президенте Российской Федерации по модернизации и инно-

вационному развитию России от 28 июня 2013 г. (протокол № 1) во исполнение Указа Президента Рос-

сийской Федерации от 7 мая 2012 г. № 596 «О долгосрочной государственной экономической политике»

(абзац 2 подпункта «д» пункта 2).

block.indd 5 24.02.2014 17:33:32

Введение

Одна из первоочередных задач, стоящих перед Россией, – поиск новых источников эко-

номического роста, который невозможен без масштабной модернизации традиционных

секторов экономики на базе современных технологий, а также создания новых производств,

обеспечивающих выход на формирующиеся высокотехнологические рынки. Перевод рос-

сийской экономики на инновационные рельсы предполагает опережающую динамику вы-

сокотехнологичных отраслей промышленности и сферы услуг и радикальное повышение их

конкурентоспособности, что требует дальнейшего совершенствования научно-технической

и инновационной политики, повышения качества ее информационного и методического

обеспечения, усиления доказательной базы3.

Указанный комплекс задач предопределил основную цель разработки ПНТР – выявле-

ние наиболее перспективных для России областей развития науки и технологий, обеспе-

чивающих реализацию конкурентных преимуществ страны. Для ее достижения в течение

последних лет осуществляется системная работа, связанная с проведением комплекса Фор-

сайт-исследований.

Первым крупным проектом национального уровня стал долгосрочный прогноз научно-

технологического развития России на период до 2025 г., инициированный в 2007 г. Минобр-

науки России. Он охватывал три крупных блока: макроэкономический прогноз российской

экономики; прогноз сферы науки и технологий по приоритетным направлениям и отраслевой

прогноз, содержащий варианты технологического развития ключевых секторов экономики.

Центральным элементом проекта стало проведение масштабного опроса экспертов с исполь-

зованием метода Дельфи. На его основе были выделены более 800 технологий в 10 перспек-

тивных направлениях научно-технологического развития, а затем осуществлен опрос 100

крупнейших компаний с целью анализа текущего и перспективного спроса на эти технологии.

На следующем этапе научно-технологического прогнозирования (2009–2010 гг.)

был обобщен опыт зарубежных и международных прогнозов в социально-экономической

и научно-технологической сферах, на базе которого выполнены оценки будущего глобаль-

ной экономики и отдельных крупных мировых рынков с учетом ожидаемых последствий

финансово-экономического кризиса. Полученные результаты легли в основу макроэконо-

мического прогноза российской экономики, а также вариантного прогноза технологическо-

го развития ряда секторов. Были определены группы перспективных технологий и продук-

тов, отвечающие приоритетам технологической модернизации страны.

В 2013 г. завершилась работа по формированию ПНТР, в рамках которой были получены

следующие основные результаты:

 выделены тренды, оказывающие максимальное влияние на сферу науки и техноло-

гий, и порождаемые ими вызовы долгосрочного развития экономики, науки и обще-

ства в глобальном и национальном контекстах;

 для семи приоритетных направлений развития науки и технологий («Информационно-

коммуникационные технологии»; «Биотехнологии»; «Медицина и здравоохранение»;

«Новые материалы и нанотехнологии»; «Рациональное природопользование»; «Транс-

портные и космические системы»; «Энергоэффективность и энергосбережение»):

 на основе выявленных трендов определены угрозы и окна возможностей для Рос-

сии;

 идентифицированы перспективные рынки, продуктовые группы и потенциальные

области спроса на российские инновационные технологии и разработки;

 составлено детальное описание приоритетных тематических областей развития

науки и технологий и сформулированы более 1000 первоочередных задач науч-

3 Данная проблематика находилась в центре внимания Экспертной группы № 5 «Переход от стимулирования

инноваций к росту на их основе», созданной в соответствии с поручением Председателя Правительства

Российской Федерации В.В. Путина № ВП – П13-209 от 19 января 2011 г. для подготовки рекомендаций по

актуальным проблемам стратегии социально-экономического развития страны на период до 2020 г.

block.indd 6 24.02.2014 17:33:32

Введение

ных исследований и разработок, реализация которых необходима для появления

выделенных групп инновационных продуктов и услуг;

 дана оценка состояния отечественных исследований в этих областях: выявлены

«белые пятна», а также зоны паритета и лидерства, которые могут стать основой

для интеграции в международные альянсы, позиционирования нашей страны как

центра глобального технологического развития;

 подготовлены рекомендации, направленные на активизацию использования резуль-

татов ПНТР в практике научно-технической и инновационной политики, в том числе

при формировании, корректировке и реализации государственных программ Россий-

ской Федерации, включая федеральные целевые программы научно-технологической

направленности.

Организация и методология выполнения работ

Настоящее исследование отличается от предшествующих работ по долгосрочному про-

гнозированию более сложной структурой, а также глубиной проработки общей концепции.

Схема организации разработки ПНТР представлена на рис. 1.

Рис. 1. Организация разработки долгосрочного Прогноза

научно-технологического развития России на период до 2030 года

Источник: НИУ ВШЭ.

Èíôîðìàöèîííàÿ áàçà (áîëåå 200 èñòî÷íèêîâ)

Ãëîáàëüíûå

òðåíäû Ðûíêè Òåìàòè÷åñêèå îáëàñòè

íàóêè è òåõíîëîãèé

Ïðèîðèòåòíûå

çàäà÷è ÈèÐ

Ìèðîâûå öåíòðû

êîìïåòåíöèé

Ïðîäóêòîâûå

ãðóïïû

Îöåíêè

ýôôåêòîâ

Âûçîâû è îêíà

âîçìîæíîñòåé

Ïåðñïåêòèâíûå

îáëàñòè ñïðîñà

Îöåíêà óðîâíÿ

ðîññèéñêèõ ÈèÐ

Êîëè÷åñòâåííûå

è êà÷åñòâåííûå ìåòîäû

Ñêàíèðîâàíèå ãîðèçîíòîâ

Áèáëèîìåòðè÷åñêèé è ïàòåíòíûé àíàëèç

«Äæîêåðû» è «ñëàáûå ñèãíàëû»

Глобальный

контекст

Êàðòèðîâàíèå ñòåéêõîëäåðîâ

Óãëóáëåííûå èíòåðâüþ, ôîêóñ-ãðóïïû

Ýêñïåðòíûå ïàíåëè

Национальный

контекст

block.indd 7 24.02.2014 17:33:33

Введение

При формировании ПНТР был применен широкий спектр современных инструментов

Форсайта, которые, с одной стороны, в наибольшей степени адаптированы к российской

специфике, с другой – подтвердили свою эффективность в международной практике. В хо-

де разработки прогноза была реализована интеграция нормативного («market pull») и ис-

следовательского («technology push») подходов к прогнозированию. Нормативный подход

носил проблемно-ориентированный (рыночный) характер: для выбранных научно-тех но-

ло гических направлений сначала определялись ключевые вызовы и окна возможностей,

затем – соответствующие решения в терминах «пакетов технологий» либо иных ответов.

Исследовательский подход был нацелен на идентификацию перспективных продуктов

и прорывных технологий, способных коренным образом изменить существующие экономи-

ческую, социальную и производственную парадигмы. Рекомендации ПНТР формировались

одновременно с трех позиций: науки, бизнеса и органов управления, – что позволило в рам-

ках диалога с различными группами бенефициаров не только выявить перспективные об-

ласти исследований и разработок, но и понять, кто и каким образом сможет воспользовать-

ся результатами их развития.

В качестве инструментов прогнозирования использовались как уже ставшие традици-

онными методы (выбор приоритетов, построение образов будущего, дорожные карты, ана-

лиз глобальных вызовов), так и достаточно новые подходы (сканирование горизонтов,

«слабые сигналы» (weak signals), «джокеры» (wild cards)4 и др.).

Данные, полученные в ходе экспертного опроса и глубинных интервью, были уточнены

в соответствии с материалами организаций – участников сети отраслевых центров прогно-

зирования научно-технологического развития на базе ведущих российских вузов по шести

приоритетным направлениям.

Источники информации для подготовки прогноза

В основу исследования были положены более 200 материалов, среди которых:

 аналитические исследования и прогнозы международных организаций (ОЭСР, Евро-

пейской комиссии, ООН, ЮНИДО, Всемирного банка, ОПЕК и др.);

 национальные прогнозы науки и технологий (Великобритании, Германии, Франции,

США, Японии, Республики Корея, Китая, Бразилии, ЮАР, Финляндии, Нидерландов,

Тайваня и др.);

 прогнозы крупных корпораций, а также ряда международных профессиональных ас-

социаций;

 материалы ведущих зарубежных Форсайт-центров (RAND Corporation, Института

перспективных технологических исследований ЕС, Университета Манчестера, На-

ционального института научно-технической политики Японии, Бизнес-школы Тел-

фера Университета Оттавы, Корейского института оценивания и планирования

науки и технологий, Технологического университета Джорджии, Института поли-

тики и менедж мента Китайской академии наук, Австрийского института техноло-

гий и др.);

 российские прогнозы в сфере науки и технологий, в том числе реализованные по за-

казам Минобрнауки России;

 документы стратегического характера, отражающие долгосрочные перспективы раз-

вития российской экономики и ее отдельных секторов (Концепция долгосрочного

социально-экономического развития Российской Федерации на период до 2020 года,

4 События, характеризующиеся низкой вероятностью наступления, но высоким потенциальным эффектом

воздействия (возможно, негативным), способные привести к неожиданной траектории развития будущего.

block.indd 8 24.02.2014 17:33:33

Введение

Прогноз долгосрочного социально-экономического развития Российской Федерации

на период до 2030 года, стратегии развития отраслей, программы инновационного

развития компаний и др.);

 базы данных патентных служб (Роспатента, патентного ведомства США – USPTO, Евро-

пейского патентного ведомства – EPO, Всемирной организации интеллектуальной

собственности – WIPO и др.);

 базы данных международных журналов (ISI Web of Knowledge компании Thomson

Reuters, Scopus компании Elsevier, Российский индекс научного цитирования и др.).

Инфраструктура прогноза

В ходе реализации ПНТР на базе созданных в ведущих вузах отраслевых центров

научно-технического прогнозирования была сформирована экспертная сеть, охватываю-

щая более 200 организаций (научных центров, вузов, компаний реального сектора и др.)

и свыше 2000 экспертов, выбор которых проводился на базе специально разработанных

процедур и критериев. К экспертам предъявлялись жесткие квалификационные требова-

ния: наличие публикаций с высоким индексом цитирования, патентов, участие в крупных

научных мероприятиях, известность в профессиональной среде и т.п. В качестве экспертов-

практиков к разработке прогноза были привлечены представители инновационных компа-

ний, инжиниринговых центров, маркетинговых организаций, организаций – потребителей

и поставщиков (распространителей) инновационной продукции и др. Таким образом были

сформированы рабочие группы экспертов высшего уровня по важнейшим направлениям

развития науки и технологий (более 120 ведущих российских и зарубежных ученых) и рас-

ширенные рабочие группы, включающие представителей науки, государства, бизнеса, экс-

пертного сообщества, общей численностью свыше 800 человек.

Среди иностранных специалистов, принимавших участие в подготовке прогноза, – пред-

ставители международных организаций, крупных университетов и исследовательских цен-

тров, а также руководители научных лабораторий, организованных в рамках реализации

грантов Правительства Российской Федерации, выделяемых на конкурсной основе для го-

сударственной поддержки научных исследований, проводимых в российских вузах и НИИ.

Кроме того, была сформирована специальная группа зарубежных экспертов, задачами ко-

торой стали обсуждение методологии проводимых исследований и валидация полученных

результатов. В ее состав вошли более 100 специалистов из ОЭСР, ЮНИДО, крупнейших миро-

вых Форсайт-центров (из Великобритании, США, Канады, Японии, Республики Корея, Герма-

нии, Франции и др.).

Обсуждение и валидация результатов прогноза

Результаты прогноза обсуждались на международных и российских форумах с участием

ведущих мировых ученых и специалистов, в числе которых:

 Future-oriented Technology Analysis (май 2011 г., Севилья);

 Foresight and Science, Technology and Innovation Policies: Best Practices (Форсайт и науч-

но-техническая и инновационная политика: лучший опыт), (октябрь 2011 г., Москва);

 International Research Conference on Foresight and Futures (август 2011 г., Стамбул);

 Knowledge Intensive Service Businesses (октябрь 2011 г., Карлсруэ);

 XIII Апрельская международная научная конференция по проблемам развития эко-

номики и общества (апрель 2012 г., Москва);

 Innovative Methods for Innovation Management (май 2012 г., Пекин);

block.indd 9 24.02.2014 17:33:33

Введение

 R&D Management Conference (май 2012 г., Гренобль);

 Bromley Memorial Lecture and Event on Science Technology Innovation Policy (май 2012 г.,

Оттава);

 2012 STEPI International Symposium (май 2012 г., Сеул);

 OECD Innovation Policy Platform (июнь 2012 г., Париж);

 Foresight for Innovative Responses to Grand Challenges (Форсайт: инновационные от-

веты на глобальные вызовы), (октябрь 2012 г., Москва);

 XIV Апрельская международная научная конференция по проблемам развития эко-

номики и общества (апрель 2013 г., Москва);

 Creating Markets from Research Results (май 2013 г., Мюнхен);

 R&D Management (июнь 2013 г., Манчестер);

 Global Research and Social Innovation: Transforming Futures (21-я конференция Все-

мирной федерации исследований будущего), (июнь 2013 г., Бухарест);

 ISPIM 2013: Innovating in Global Markets: Challenges for Sustainable Growth (июнь

2013 г., Хельсинки);

 Долгосрочный прогноз научно-технологического развития России: направления

практического использования результатов (сентябрь 2013 г., Москва);

 Форсайт и научно-техническая и инновационная политика (октябрь 2013 г., Москва);

 Оценка эффектов форсайт-исследований в России и Европейском Союзе (январь

2014 г., Москва) и др.

Использование результатов прогноза

ПНТР является важной составляющей системы технологического прогнозирования,

ориентированной на обеспечение перспективных потребностей обрабатывающего сектора

экономики, с учетом развития ключевых производственных технологий, созданной соглас-

но Указу Президента Российской Федерации от 7 мая 2012 г. № 596 «О долгосрочной госу-

дарственной экономической политике» (абзац 2 подпункта «д» пункта 2). На состоявшемся

4 октября 2013 г. заседании Межведомственной комиссии, посвященном результатам ПНТР,

был утвержден План мероприятий по обеспечению использования результатов долгосроч-

ного Прогноза научно-технологического развития Российской Федерации на период до

2030 года при корректировке документов государственных программ Российской Федера-

ции научно-технологической направленности, а также приоритетных направлений развития

науки, технологий и техники в Российской Федерации и перечня критических технологий

Российской Федерации. Данный план предполагает проведение серии организационно-

методических, экспертно-аналитических и информационных мероприятий.

Отдельные результаты ПНТР были использованы при:

 разработке Прогноза долгосрочного социально-экономического развития Россий-

ской Федерации на период до 2030 года5;

 подготовке государственной программы «Развитие науки и технологий» на период

до 2020 года6;

 корректировке прогнозных параметров «Энергетической стратегии России на пери-

од до 2030 года» до 2035 года и формировании целевого видения развития россий-

ской энергетики на период до 2050 года;

 подготовке проекта доклада Президенту Российской Федерации по вопросу форми-

рования перечня приоритетных научных задач, решение которых требует использо-

5 Утвержден Правительством Российской Федерации 25 марта 2013 г.

6 Утверждена распоряжением Правительства Российской Федерации от 20 декабря 2012 г. № 2433-р.

block.indd 10 24.02.2014 17:33:33

Введение

вания возможностей федеральных центров коллективного пользования научным

оборудованием7;

 проведении отраслевых Форсайтов и разработке соответствующих дорожных карт

(развития космической навигации, авиационной науки и технологий, судостроения,

нефтехимии, биотехнологий и генной инженерии, производства композиционных

материалов и др.);

 формировании программ развития инновационных территориальных кластеров, стра-

тегических программ исследований технологических платформ, программ инноваци-

онного развития ряда российских компаний.

Результаты ПНТР могут быть использованы:

 заинтересованными федеральными органами исполнительной власти – при формиро-

вании, корректировке и реализации государственных программ Российской Федера-

ции; федеральных целевых программ научно-технологической направленности, вклю-

чая планы и детальные планы-графики их реализации; приоритетных направлений

развития науки, технологий и техники в Российской Федерации; перечня критических

технологий Российской Федерации; отраслевых документов государственного страте-

гического планирования, включая отраслевые критические технологии;

 государственными корпорациями научно-технологического профиля, имеющими дли-

тельный горизонт планирования (ОАО «ОАК», «Ростех», «Росатом» и др.), – для фор-

мирования программ инновационного развития; институтами Российской академии

наук – для формирования планов исследований;

 научным сообществом – для определения востребованных направлений научных ис-

следований, а также продвижения имеющихся научно-технологических решений через

создаваемые в рамках долгосрочного прогноза коммуникационные площадки;

 бизнес-сообществом – для формирования стратегий развития предприятий и инвести-

ционных проектов, связанных с технологической модернизацией;

 технологическими платформами – при формировании, корректировке и реализации

стратегических программ исследований;

 институтами развития, ориентированными на поддержку инноваций (Банк развития

и внешнеэкономической деятельности, ОАО «Российская венчурная компания»,

ОАО «РОСНАНО»), – для формирования долгосрочных планов;

 инновационными территориальными кластерами – при формировании, корректировке

и реализации стратегий средне- и долгосрочного развития.

Согласно проекту федерального закона «О государственном стратегическом планирова-

нии» прогноз должен разрабатываться на регулярной основе во взаимоувязке с другими

документами государственного стратегического планирования и с целью формирования си-

стемы научно обоснованных представлений о направлениях и ожидаемых результатах

научно-технологического развития страны.

***

В настоящем издании, посвященном приоритетному направлению развития науки и тех-

нологий «Биотехнологии», приводится детальная информация о глобальных трендах, вы-

зовах и окнах возможностей в рассматриваемой сфере, возникающих угрозах и степени их

влияния на Россию. Представлен анализ важнейших перспективных рыночных ниш, про-

дуктов и услуг, способных оказать радикальное влияние на динамику мировых и внутрен-

них рынков, с указанием их потребительских свойств. Рассмотрены перспективные области

научных исследований, приведена сравнительная оценка их уровня в России и странах-

лидерах.

7 Письмо Минобрнауки России № МОН-П-119 от 17 января 2014 г.

block.indd 11 24.02.2014 17:33:33

Для выбора приоритетов прикладной науки, направленных на создание

научно-тех нологических заделов, применялся ряд критериев. К приоритетным были отне-

сены исследования, которые:

 могут привести к появлению в долгосрочной перспективе новых рынков или рыноч-

ных ниш, продуктов с новыми свойствами, инновационных услуг;

 носят междисциплинарный, межотраслевой характер;

 позволят ответить на вызовы, стоящие перед приоритетным направлением;

 способствуют формированию технологической платформы будущей экономики и об-

щества;

 способны решить ключевые научные проблемы в рассматриваемом направлении,

создать задел на будущее.

Для каждой тематической области была дана оценка уровня российских исследований

по следующей шкале:

«белые пятна» – существенное отставание от мирового уровня, отсут-

ствие (или утрата) научных школ;

«заделы» – наличие базовых знаний, компетенций, инфраструктуры, ко-

торые могут быть использованы для форсированного развития соответ-

ствующих направлений исследований;

«возможность альянсов» – наличие отдельных конкурентоспособных

коллективов, осуществляющих исследования на высоком уровне и спо-

собных на равных сотрудничать с мировыми лидерами;

«паритет» – уровень российских исследований не уступает мировому;

«лидерство» – российские исследователи являются лидерами на миро-

вом уровне;

оценки экспертов находятся в диапазоне между несколькими значениями.

Методические комментарии

block.indd 12 24.02.2014 17:33:34

ВЫЗОВЫ

И ОКНА

ВОЗМОЖНОСТЕЙ

Биотехнологии наряду с нанотехнологиями и ИКТ являются одним из

наиболее значимых и быстроразвивающихся «горизонтальных» технологических направле-

ний. По прогнозам ведущих международных организаций – Всемирного банка, ОЭСР, Евро-

комиссии и др.,– темпы роста рынков биотехнологической продукции будут неуклонно воз-

растать. Интен сивное развитие биотехнологий обусловлено не только успехами биохимии

и молекулярной биологии, но и кризисом традиционных технологий (особенно на фоне но-

вых трендов, прежде всего в области экологии и энергетики), необходимостью обеспечения

продовольственной безопасности, сохранения ресурсного потенциала, увеличения продол-

жительности жизни населения, поддержания здорового генофонда нации. Наличие серьез-

ных научных заделов и опытных разработок даст возможность уже в ближайшие годы суще-

ственно расширить масштабы использования биотехнологий для массового производства

продукции с новыми свойствами.

Разработка различных видов биотоплива внесет вклад в диверсификацию топливно-

энергетического баланса, снижение выбросов парниковых газов. Клеточные, геномные,

постгеномные технологии послужат основой для противодействия распространению раз-

личных видов заболеваний человека и животных; получения биоматериалов из возобнов-

ляемого сырья, предназначенных для замещения традиционных производств (химических,

пищевых, целлюлозно-бумажных и др.) и появления новых продуктов с уникальными

свойствами; восстановления редких и исчезающих видов флоры и фауны; сохранения

биоресурсов Мирового океана. Совершенствование методов биоорганической переработ-

ки отходов позволит решить проблему их захоронения и утилизации, снизив уровень за-

грязнения окружающей среды, с одновременным получением больших объемов биомассы

для последующей промышленной переработки. Внедрение новых высокопродуктивных

биообъектов и применение эффективных технологических режимов обеспечат значитель-

ную интенсификацию производственных процессов. Благодаря развитию современных

технологий селекции новых сортов сельскохозяйственных растений и пород животных

с улучшенными свойствами будет налажено производство достаточного количества про-

дуктов питания высокого качества со сбалансированным содержанием полезных веществ

и витаминов.

Порождаемые глобальными трендами вызовы и окна возможностей, определяющие

перспективы развития приоритетного направления «Биотехнологии», представлены

на рис. 2.

Распространение генно-модифицированной (трансгенной) продукции вызывает неод-

нозначное отношение общества и государства, в первую очередь из-за отсутствия объек-

тивной информации о ее влиянии на организм человека и окружающую среду в долгосроч-

ном периоде и порождаемых этим рисках. В то же время развитие данного направления может

служить серьезным импульсом к созданию пищевых и технических культур с улучшенными

block.indd 13 24.02.2014 17:33:34

1Вызовы и окна возможностей

Рис. 2. Биотехнологии: вызовы и окна возможностей

Источник: НИУ ВШЭ.

Óðîâåíü âëèÿíèÿ íà Ðîññèþ

-1

-0.5

0.5

1.5

-1.5 5–7 ëåò 10–20 ëåò

2–3 ãîäà

Рис. 2.1. Биотехнологии: вызовы и окна возможностей

Источник: НИУ ВШЭ.

Ðàçâèòèå ìåòîäîâ

áèîèíôîðìàòèêè

äëÿ îáðàáîòêè

äàííûõ ãåíîìíîãî,

òðàíñêðèïòîìíîãî

è ïðîòåîìíîãî àíàëèçà

Óâåëè÷åíèå ñðîêà

àêòèâíîé æèçíè

÷åëîâåêà

Ðîñò îáúåìîâ

ïðîìûøëåííûõ

è áûòîâûõ îòõîäîâ

Èçìåíåíèå êëèìàòà è äåôèöèò

ïðèãîäíûõ äëÿ ñåëüñêîãî õîçÿéñòâà

çåìåëü

Óðáàíèçàöèÿ

è âîçðàñòàþùàÿ íàãðóçêà

íà îêðóæàþùóþ ñðåäó

Ïîòåðÿ áèîðàçíîîáðàçèÿ

Ðîñò ÷èñëåííîñòè

íàñåëåíèÿ â ìèðå

Ðàçâèòèå òåõíîëîãèé

ñèíòåòè÷åñêîé áèîëîãèè,

ìåòàáîëè÷åñêîé

èíæåíåðèè

è áèîèíæåíåðèè

Òåõíîëîãèè äëÿ ðàáîòû

ñî ñâåðõáîëüøèìè

îáúåìàìè äàííûõ

(big data)

Ðàçâèòèå

ñóïåðêîìïüþòåðíûõ

âû÷èñëåíèé

Ðàñïðîñòðàíåíèå

ìàòåðèàëîâ ñ íîâûìè

ñâîéñòâàìè è òåõíîëîãèé

î» ñòðîèòåëüñòâà

Óâåëè÷åíèå îáúåìîâ èñïîëüçîâàíèÿ

âîçîáíîâëÿåìûõ èñòî÷íèêîâ ýíåðãèè

è ïîòðåáíîñòåé â áèîòîïëèâå

Ýíåðãåòè÷åñêèå óñòàíîâêè äëÿ

òðàíñïîðòíûõ ñðåäñòâ, èñïîëüçóþùèõ

àëüòåðíàòèâíûå âèäû òîïëèâà

Ðàñïðîñòðàíåíèå

òåõíîëîãèé ïðîèçâîäñòâà

áèîïðîäóêòîâ íà îñíîâå

ìîëåêóëÿðíîé ñàìîñáîðêè

Ðàçâèòèå

èññëåäîâàíèé

â îáëàñòè ðåãóëÿöèè

ýêñïðåññèè ãåíîìà

Ïîÿâëåíèå áèîðåàêòîðîâ

äëÿ ïîëó÷åíèÿ áèîìàññû

ñ çàäàííûìè ñâîéñòâàìè

Ðàçâèòèå òåõíîëîãèé

ýêîëîãè÷åñêè áåçîïàñíîé

ïåðåðàáîòêè îòõîäîâ, â òîì ÷èñëå

ñ ïîëó÷åíèåì öåííûõ ïðîäóêòîâ

Ðàñïðîñòðàíåíèå

ãåííîìîäèôèöèðîâàííûõ

ïðîäóêòîâ

Ðàçâèòèå òåõíîëîãèé

àëüòåðíàòèâíîé ýíåðãåòèêè

Ðîñò êîëè÷åñòâà

ïåðñîíàëüíûõ

ìîáèëüíûõ

óñòðîéñòâ,

àíàëèçèðóþùèõ

ñîñòîÿíèå

çäîðîâüÿ

Ýêîëîãèçàöèÿ ýêîíîìèêè,

«çåëåíûé ðîñò» è ðàçâèòèå

ýêîíîìèêè çíàíèé

Èñòîùåíèå

äåøåâûõ çàïàñîâ

òðàäèöèîííûõ

óãëåâîäîðîäîâ

Ðîñò ñïðîñà

íà ïðîäóêòû

ïèòàíèÿ

Ðàçâèòèå

âûñîêîïðîèçâîäèòåëüíûõ

ìåòîäîâ àíàëèçà ãåíîìîâ,

òðàíñêðèïòîìîâ,

ïðîòåîìîâ è ìåòàáîëîìîâ

Ðàçâèòèå ìåòîäîâ

êîìïüþòåðíîãî

ìîäåëèðîâàíèÿ ñòðóêòóðû

áèîìîëåêóë è ïðîöåññîâ

â æèâûõ ñèñòåìàõ

Âíåäðåíèå òåõíîëîãèé «óìíîãî»

î õîçÿéñòâàñåëüñêîã

«çåëåíîã

block.indd 14 24.02.2014 17:33:34

Вызовы и окна возможностей

или принципиально новыми свойствами и зачастую с более низкой себестоимостью. В ре-

зультате можно ожидать заметного роста сельскохозяйственного производства, а также во-

влечения в аграрную деятельность регионов, ранее в ней не задействованных вследствие

неблагоприятных климатических условий.

Истощение дешевых запасов углеводородов детерминирует развитие биотехнологий,

позволяющих повысить эффективность добычи и переработки сырья, что в конечном итоге

приведет к более активной разработке новых труднодоступных месторождений с меньшей

себестоимостью и большей отдачей. Обладая обширными сельскохозяйственными угодья-

ми и значительными объемами отходов сельского хозяйства, пищевой и лесной промыш-

ленности (250 млн т концентрированных сельскохозяйственных и 50 млн т лесных отходов

ежегодно), Россия может стать одним из сильнейших игроков на мировом рынке крупнотон-

нажной биотехнологической продукции из возобновляемого сырья, в том числе биотопли-

ва, при условии эффективной организации научных исследований, достаточных инвестиций

в разработку технологий и инфраструктуру, осуществления необходимых институциональ-

ных преобразований.

Появление биореакторов для получения биомассы с заданными свойствами обеспечит

возможность создания технологий производства рекомбинантных продуктов для пищевой

промышленности, сельского хозяйства и энергетики, это позволит освоить выпуск новых

биотехнологических продуктов в промышленных масштабах. Актуальность развития данно-

го направления обусловлена растущим спросом на продукцию глубокой биотехнологиче-

ской переработки биомассы различного происхождения. Особенно востребованными ока-

жутся биотопливо (биодизель, горючий газ, жидкие углеводороды, твердые продукты

пиролиза), а также базовые химикаты (органические кислоты, спирты, эфиры, диолы и др.),

в том числе используемые для производства биопластиков.

Конвергенция ИКТ, нано- и биотехнологий может стать импульсом к развитию «умно-

го» сельского хозяйства (диагностикумы, биодатчики, характеризующие состояние расте-

ний, оптимизирующие биоустройства, биороботы и т.д.). Внедрение новых технологий по-

зволит, с одной стороны, повысить эффективность ис поль зо ва ния сельскохозяйственных

земель, с другой – предотвратить эрозии, вымывание питательных веществ, сохранить

структуру почвы, снизить негативное влияние деятельности человека на окружающую сре-

ду в целом.

Рост численности населения планеты, которое, по оценке ООН, к 2050 г. превысит

9 млрд чел., откроет новые возможности для экспорта российских сельскохозяйственных

биотехнологий и биопродуктов. Потребители с высоким уровнем дохода будут предъяв-

лять спрос на экологически чистые продукты питания. Лидерами же по производству

и потреблению станут быстроразвивающиеся страны, прежде всего Китай и Индия. При

этом контроль безопасности и качества в этой сфере призваны обеспечить развитые го-

сударства.

Прогресс технологий хранения, обработки и передачи больших объемов данных (тех-

нологии для работы со сверхбольшими данными (big data), производство и поддержка

функционирования суперкомпьютеров, суперкомпьютерные вычисления, развитие новых

методов компьютерного моделирования материалов и процессов) имеет серьезное значе-

ние для исследований в области геномики, синтетической биологии и биоинженерии

(в первую очередь – для расшифровки и анализа геномов, а в будущем – и для математиче-

ского моделирования процессов, происходящих в живых организмах). Создание сверхпро-

изводительных вычислительных систем будет способствовать интенсивному развитию

молекулярной биологии (ускорению процессов моделирования структур и динамики ма-

кромолекул).

block.indd 15 24.02.2014 17:33:34

1Вызовы и окна возможностей

Экспертами отмечены следующие угрозы для России в указанной сфере:

 низкая продуктивность сельскохозяйственного производства;

 критическое отставание научно-исследовательской и производственно-техноло ги-

че ской базы в области биотехнологий;

 низкий спрос на разработки практического назначения;

 недостаточные инвестиции бизнеса в развитие биотехнологических производств;

 высокие барьеры входа на мировой рынок биотехнологической продукции;

 риск превращения страны в сырьевую базу для мировых лидеров рынка биотехно-

логий.

block.indd 16 24.02.2014 17:33:34

Биотехнологии активно применяются на рынках биофармацевтических

и медицинских средств, позволяя создавать биодеградируемые материалы, диагностикумы,

импланты, жизненно важные лекарственные препараты, клеточные линии и др. Эти и другие

перспективные рынки биотехнологий были рассмотрены в рамках прогноза.

Перспективные рынки для приоритетного направления «Биотехнологии»8:

 промышленные биопродукты;

 биотехнологические продукты сельского хозяйства;

 биотопливо и биоэнергетика;

 пищевые биопродукты;

 биологические системы окружающей среды;

 биотехнологические системы и продукты для лесного сектора;

 аквабиокультура.

Как показывает анализ, в ближайшее время биотехнологии будут наиболее востребова-

ны в сельском хозяйстве, пищевой промышленности, производстве химикатов и биотопли-

ва. При этом оценки возможного распространения генно-модифицированных организмов

варьируются, что обусловлено, как уже отмечалось, неоднозначным отношением общества

к подобной продукции.

Для каждого из перечисленных выше рынков были определены инновационные про-

дукты и услуги, которые в массовых масштабах появятся в период до 2030 г. (табл. 1).

В области биотехнологий степень радикальности характеризуется появлением у про-

дуктов новых свойств, кратным увеличением их технико-экономических показателей и, как

следствие, кардинальной трансформацией рынков и возникновением возможностей реше-

ния глобальных проблем и ответа на возникающие вызовы. Инновационные продукты

и услуги, способные оказать радикальное влияние на мировые рынки в перспективе до 2030 г.,

отображены на рис. 3.

В краткосрочной перспективе новые сорта растений и породы сельскохозяйственных

животных могут быть получены с применением молекулярных маркеров в селекционной

работе, технологии удвоенных гаплоидов, генетической инженерии и др. Ожидается, что

сорта и гибриды растений следующего поколения будут характеризоваться высоким содер-

жанием питательных веществ, повышенными продуктивностью (увеличенным размером

плодов, сокращенным временем созревания) и/или пользой, устойчивостью к болезням,

вредителям и неблагоприятным условиям среды. Развитие технологий геномной селекции

8 Перспективные рынки и инновационные продукты биотехнологий в сфере медицины и фармацевтики

более подробно рассмотрены в докладе: Прогноз научно-технологического развития России: 2030. Ме-

дицина и здравоохранение / под ред. Л.М. Гохберга, Л.М. Огородовой. – М.: Минобрнауки России, НИУ

ВШЭ, 2014.

ПЕРСПЕКТИВНЫЕ

РЫНКИ, ПРОДУКТЫ

И УСЛУГИ

block.indd 17 24.02.2014 17:33:34

2Перспективные рынки, продукты и услуги

Табл. 1. Перспективные рынки и продуктовые группы приоритетного направления

«Биотехнологии»

Рынки Группы инновационных продуктов и услуг Характеристика

Промышленные

биопродукты

Крупнотоннажные кормовые добавки:

– незаменимые аминокислоты

– витамины

– кормовой белок

Ферменты:

– промышленные ферменты и биокатализаторы

– кормовые и пищевые ферменты

Химикаты, включая мономеры для биодеградируе-

мых полимеров:

– органические кислоты, спирты, диолы

– углеводороды

Биологические средства защиты растений (био-

пестициды, биоинсектициды)

Полисахариды и другие средства для увеличения

нефтедобычи

Возможность создания новых продук-

тов с уникальными свойствами

Ускорение каталитических процессов

Замедление нежелательных

процессов

Возможность ликвидации последствий

загрязнения окружающей среды

Сниженные издержки на установку

и эксплуатацию

Расширенный ассортимент, создаю-

щий возможность для персонифика-

ции потребления

Экологичность и замкнутый цикл

производства

Повышенная устойчивость к экстре-

мальным условиям реальных биопро-

цессов (высокой температуре,

кислотным или щелочным условиям,

присутствию солей, органических

растворителей и т.д.)

Биотехнологиче-

ские продукты

сельского

хозяйства

Новые сорта сельскохозяйственных растений

Новые биотехнологические формы деревьев

с заданными признаками

Штаммы микроорганизмов и микробные консорциу-

мы, предназначенные для создания симбиотических

растительно-микробных сообществ, обеспечиваю-

щих питание растений минеральными веществами

и их защиту от патогенов

Растения и животные – биофабрики для получения

биопродуктов промышленного и медицинского

назначения

Новые породы сельскохозяйственных животных

Консерванты кормов и силосные закваски

Сбалансированные комбикорма и премиксы

Высокая урожайность/продуктивность

Повышенная устойчивость к патоген-

ным и неблагоприятным условиям

окружающей среды

Сниженная способность накапливать

гербициды и пестициды

Увеличенные сроки хранения

Повышенный уровень протеина

Улучшенные вкусовые качества

Сбалансированность питательных

веществ, витаминов, аминокислот

и др.

Биотопливо

и биоэнергетика

Биотопливо и компоненты из биомассы:

– продукты пиролиза (бионефть, биогаз)

– биодизель, биоэтанол, биобутанол, биоэфиры

– биометан, биоводород и присадки

Энергетические продукты:

– биотопливные элементы, включая биоэлектриче-

ские, бионакопители энергии

Улучшенные потребительские свой-

ства

Возобновляемость

Экологичность

block.indd 18 24.02.2014 17:33:34

Перспективные рынки, продукты и услуги

Рынки Группы инновационных продуктов и услуг Характеристика

Пищевые

биопродукты

Заменители сахара (глюкозо-фруктозные сиропы,

сорбит)

Продукты пробиотического, пребиотического

и синбиотического действия:

– пребиотики, пробиотики, синбиотики

– стартерные культуры

– высококонцентрированные закваски

Пищевой белок:

– белковые продукты из малоценных отходов

– белковые продукты из побочных продуктов

переработки растительного и животного сырья

– белковые продукты с улучшенными свойствами

Специализированные пищевые продукты:

– добавки растительного или бактериального

происхождения

– витамины, минеральные вещества

– натуральные ароматизаторы и красители

– ферменты и эмульгаторы

– аминокислотные добавки

– усилители вкуса

– пищевые ингредиенты

Функциональные пищевые продукты:

– продукты функционального лечебного питания

(продукты профилактического питания, специали-

зированного назначения, с пониженным содержа-

нием жира, сахара, органического производства)

– продукты детского питания

– биологически активные добавки

Пищевые продукты, полученные путем глубокой

переработки отходов:

– натуральные ароматизаторы

– красители

– новые технологические добавки (ферменты

и эмульгаторы)

– заквасочные культуры

– витамины

– функциональные смеси

Безопасность

Удобство применения

Возможность профилактики и лечения

болезней

Персонализация

Повышенная питательная ценность

Экономическая целесообразность

извлечения из широкого класса

сырьевых продуктов и отходов

Улучшение здоровья человека

Увеличенные сроки хранения

Сбалансированность питательных

веществ, витаминов, аминокислот

и др.

Устойчивость к воздействию агрессив-

ной окружающей среды

(продолжение)

block.indd 19 24.02.2014 17:33:34

2Перспективные рынки, продукты и услуги

Рынки Группы инновационных продуктов и услуг Характеристика

Биотехнологиче-

ские системы

охраны окру-

жающей среды

Средства переработки леса:

– средства для малоотходной переработки древесины

– средства утилизации отходов лесопиления

Очистные сооружения (средства очистки и перера-

ботки отходов):

– организмы-биодеструкторы

– средства очистки вод, грунтов и атмосферы

с помощью метаболического потенциала биологи-

ческих объектов

– биодеграданты

Экологически чистое жилье:

– технологии реализации «нулевого», безотходного

жилья

– биопозитивные строительные материалы (полно-

стью вторично используемые в условиях биотехно-

логической обработки): древесина, шерсть, войлок,

натуральные клеи и каучук

Биоресурсные центры и биоколлекции:

– коллекции микроорганизмов, грибов, водорослей

– коллекции клеток высших растений и животных

Экологичность

Высокая продуктивность

Высокая эффективность

Возможность переработки и утилиза-

ции отходов

Возобновляемость

Биотехнологиче-

ские системы

и продукты

для лесного

сектора

Средства воспроизводства и защиты леса:

– средства и методы сохранения и воспроизводства

лесных генетических ресурсов

– биотехнологические формы деревьев с заданными

признаками

– биологические средства защиты леса

– продукты микробиологической конверсии

(биоудобрения)

Возможность снижения природо-

охранных издержек

Возможность увеличения скорости

воспроизводства лесных насаждений

Сохранение биоразнообразия

Аквабиокультура Гидробионты как источник биомассы:

– новые породы и кроссы гидробионтов, устойчивые

к неблагоприятным температурным режимам

и обладающие высоким темпом роста и размноже-

ния

– переработанные промысловые гидробионты

и продукция аквакультур

– клеточные линии морских организмов и микроб-

ных симбионтов, являющиеся продуцентами

биологически активных соединений

Продукты, полученные из гидробионтов:

– биологически активные соединения

– биополимеры и новые материалы

– функциональные пищевые продукты

– биологическое сырье, полуфабрикаты, продукты

потребления

Снижение природоохранных

издержек

Повышенная пищевая ценность

Увеличенные сроки хранения

Улучшенные вкусовые качества

Повышенный уровень протеина

Сбалансированность питательных

веществ, витаминов, аминокислот

и др.

Повышенная устойчивость к воздей-

ствию агрессивной окружающей

среды

Доступность

Возобновляемость

Экологичность

Биологическая активность

(окончание)

block.indd 20 24.02.2014 17:33:34

Перспективные рынки, продукты и услуги

позволит вывести новые, более качественные породы сельскохозяйственных животных

(например, по уровню жирности мяса) с ускоренным ростом, что, в свою очередь, будет

способствовать рациональному использованию кормов. Внедрение в практику новых про-

дуктов приведет к повышению эффективности сельскохозяйственного производства и сни-

жению потерь урожая.

Эффективные технологии получения биотоплива (в том числе моторного) обеспечат

экономию невозобновляемых запасов ископаемых углеводородов, дадут возможность зна-

чительно расширить исходную ресурсную базу экономики, сократить выбросы парниковых

Рис. 3. Инновационные продукты и услуги, оказывающие радикальное влияние

на динамику мировых рынков в приоритетном направлении «Биотехнологии»

2030

Áèîòåõíîëîãè÷åñêèå ïðîöåññû

ïîëó÷åíèÿ ðåêîìáèíàíòíûõ áåëêîâ

ðàñòèòåëüíîãî è æèâîòíîãî ïðîèñõîæäåíèÿ

Ïðîäóêòû ìåòàáîëè÷åñêîé èíæåíåðèè

Áèîòîïëèâî íîâîãî ïîêîëåíèÿ

Íîâûå ñîðòà ðàñòåíèé è ïîðîäû

ñåëüñêîõîçÿéñòâåííûõ æèâîòíûõ

Áèîìàòåðèàëû è ïðîäóêòû îðãàíè÷åñêîãî ñèíòåçà,

çàìåùàþùèå ïðîäóêòû òðàäèöèîííûõ

õèìè÷åñêèõ ïðîèçâîäñòâ

block.indd 21 24.02.2014 17:33:34

2Перспективные рынки, продукты и услуги

газов и – в конечном счете – негативное влияние энергетики на климат планеты. К основ-

ным направлениям развития биоэнергетических технологий относятся повышение энерге-

тической эффективности биопреобразования углекислого газа в моторное топливо, сниже-

ние стоимости биотоплива, расширение сырьевой базы для его получения (в частности,

разработка технологий конверсии лигноцеллюлозы), повышение качества (стабильности,

экологической чистоты).

Биотехнологические процессы получения биоматериалов и продуктов органического

синтеза из возобновляемого сырья, предназначенные для замещения традиционных хими-

ческих производств и создания новых продуктов и материалов с уникальными свойствами,

предполагают разработку новых штаммов микроорганизмов, осуществляющих эти процес-

сы, а также развитие технологий выработки биосинтетических мономеров и методов их по-

лимеризации. Замена химических производств биотехнологическими процессами получе-

ния материалов и продуктов органического синтеза из возобновляемого сырья позволит

создать продукцию высокой степени чистоты (в том числе оптически чистые органические

вещества для синтеза лекарств) и снизить стоимость ее разработки. Биоматериалы нового

типа будут обладать широким спектром применения за счет особых характеристик. Часть

из них (например, биопластики) приобретут способность к биодеградации, а это, в свою

очередь, даст импульс к разработке новых биодеградируемых материалов для медицинско-

го и промышленного применения.

Биотехнологические процессы получения биологически активных соединений, основан-

ные на направленной модификации путей метаболизма организма-продуцента методами

метаболической инженерии, интенсифицируют производство аминокислот, витаминов, ан-

тибиотиков, ферментов, рекомбинантных белков и др. Значительно более высокая эффек-

тивность новых методов метаболической инженерии и биоинженерии по сравнению с тра-

диционными способами (случайным мутагенезом и др.) приводит к снижению стоимости

продукта и тем самым обеспечивает условия для его массового применения в различных

отраслях.

Биотехнологические процессы получения рекомбинантных белков промышленного

(ферменты, биополимеры и т.п.) и медицинского (вакцины, антитела, ферменты) назначе-

ния в растениях и животных – биофабриках выгодно отличаются по эффективности и се-

бестоимости от известных технологий, основанных на использовании культур клеток ми-

кроорганизмов или животных. В качестве наиболее перспективных можно отметить

технологии получения рекомбинантных белков в растениях с использованием вирусных си-

стем, а также в молоке трансгенных животных.

Передовые позиции в разработке радикальных инновационных продуктов и услуг при-

надлежат ученым из США, Европы и Японии. В частности, в США активно развивается об-

ласть генетической инженерии растений. Исследования, направленные на создание био-

технологических сортов без использования трансгенеза и биотехнологических процессов

получения рекомбинантных белков в растениях и животных, развиваются более интенсив-

но в европейских странах. Биотехнологии производства новых видов моторного топлива

являются предметом изучения многих научных организаций, университетов и компаний во

всем мире. Уровень российских исследований по большинству радикальных биотехнологи-

ческих продуктов серьезно уступает мировому, однако существует ряд отечественных раз-

работок, востребованных за рубежом (например, генно-инженерные штаммы – продуценты

аминокислот и витаминов).

block.indd 22 24.02.2014 17:33:34

Возможность распространения рассмотренных инновационных продук-

тов во многом зависит от уровня научно-технологических заделов, роль которых заметно

повышается в последние годы. В качестве наиболее перспективных для России экспертами

были выделены семь тематических областей прикладных исследований (рис. 4).

Для реализации описанных выше эффектов развития биотехнологий и занятия значи-

мых ниш на перспективных рынках необходимо существенно повысить уровень компетен-

ций отечественных разработчиков, который в настоящее время очень неоднороден. К числу

наиболее передовых областей прикладных исследований экспертами отнесены высокопро-

изводительные методы анализа геномов, транскриптомов, протеомов и метаболомов;

ПЕРСПЕКТИВНЫЕ

НАПРАВЛЕНИЯ

НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

Рис. 4. Тематические области приоритетного направления «Биотехнологии»

Аквабиокультура

Лесные

биотехнологии

Пищевые

биотехнологии

Экологические

биотехнологии

Агробиотехнологии

Промышленные

биотехнологии

Биотехнологии

Научно-методическая

база исследований

в области

биотехнологий

block.indd 23 24.02.2014 17:33:34

3

Перспективные направления научных исследований

системная и структурная биология; работы по созданию штаммов микроорганизмов и ми-

кробных консорциумов для продуцирования симбиотических растительно-микробных со-

обществ. В то же время по ряду других направлений, таких как биотехнологические про-

цессы получения биоматериалов и продуктов тонкого и основного органического синтеза

из возобновляемого сырья; методы генетической паспортизации сортов и сертификации

семян растений; разработка экологически безопасных биоцидов, несмотря на наличие на-

учных заделов, достигнутый уровень исследований остается недостаточным.

Ниже приведены приоритетные направления научных исследований и их ожидаемые

результаты на период до 2030 г. в разрезе укрупненных тематических областей.

3.1. Научно-методическая база исследований

в области биотехнологий

Ожидаемые результаты задельных исследований:

 новые методические подходы в области геномных и постгеномных технологий, си-

стемной, синтетической и структурной биологии, биоинженерии и биоинформатики.

Табл. 2. Перспективные направления задельных исследований в тематической области

«Научно-методическая база исследований в области биотехнологий»

Области задельных исследований Уровень ИиР Приоритеты ИиР

Высокопроизводительные

методы анализа геномов,

транскриптомов, протеомов

и метаболомов

Разработка многопараметрических методов анализа (чиповых

технологий)

Развитие методов высокопроизводительного секвенирования

Разработка методов биоинформатики для обработки данных

геномного, транскриптомного и протеомного анализа

Разработка методов сравнительной геномики и протеомики

Создание высокопроизводительных роботизированных систем

скрининга

Системная и структурная

биология

Исследование структур макромолекул и их комплексов, клеточ-

ных органелл, элементов цитоскелета на разных уровнях органи-

зации клетки

Исследование механизмов организации межклеточных взаимо-

действий у многоклеточных организмов, в органах и тканях

Моделирование in silico структуры биомолекул и процессов,

происходящих в живых системах, их анализ in vitro c использова-

нием биохимических и биофизических подходов

Анализ регуляторных элементов ДНК и эпигенетических факто-

ров, обеспечивающих регуляцию экспрессии генов в клетках

высших организмов и прокариот

block.indd 24 24.02.2014 17:33:34

Перспективные направления научных исследований

Области задельных исследований Уровень ИиР Приоритеты ИиР

Синтетическая биология,

метаболическая инженерия

и биоинженерия

Разработка методологии метаболической инженерии, системной

и синтетической биологии

Разработка методов модификации метаболических путей клетки

и создания в клетках микроорганизмов биосинтетических путей,

не встречающихся в природе

Формирование моделей для создания синтетической клетки

Разработка методов генетической инженерии и системы экспрес-

сии для биотехнологически значимых микроорганизмов

Испытание методов обратной генетики, в том числе трансгенеза

и мутагенеза, на лабораторных животных

Исследование систем экспрессии в клетках эукариот, в том числе

новых векторов для генной терапии

Регуляция экспрессии генов с использованием РНК-интерфе-

ренции и родственных ей механизмов

Прижизненная визуализация биологических структур и процес-

сов в живых системах

Управление биологическими процессами с помощью света

и других электромагнитных полей

Иммунобиотехнологии Разработка прототипов биологически активных комплексов

и сенсоров, основанных на моноклональных антителах

Разработка новых методов иммуноскрининга

Разработка новых средств иммунопрофилактики на основе

технологий биоинженерии и методов коррекции иммунного

ответа

Исследование адаптивного иммунитета

Клеточные биотехнологии Разработка методов идентификации и оценки эффективности

ингибиторов онкологических и инфекционных заболеваний

в культурах клеток

Разработка средств предупреждения и ингибирования опухоле-

вого роста, основанных на технологиях биоинженерии

Разработка биотехнологических методов адресной доставки

биологически активных веществ в органы и ткани

Исследование природного

биоразнообразия

Исследование микроорганизмов, не культивируемых в лаборатор-

ных условиях

Анализ метагеномов микробных сообществ

(окончание)

block.indd 25 24.02.2014 17:33:35

3

Перспективные направления научных исследований

3.2. Промышленные биотехнологии

Ожидаемые результаты задельных исследований:

 биотехнологии получения продуктов промышленного, сельскохозяйственного и ме-

дицинского назначения, включая традиционные (биологически активные соедине-

ния, продукты питания, корма для животных и др.), а также новые (рекомбинантные

белки, биополимеры, продукты тонкого и основного органического синтеза, биораз-

лагаемые пластики), в том числе:

 реализованные на лабораторном уровне процессы получения биологически ак-

тивных соединений (аминокислот, витаминов, антибиотиков, белковых и пептид-

ных препаратов и др.), основанные на направленной модификации путей мета-

болизма организма-продуцента методами метаболической инженерии;

 новые способы получения химикатов, биоматериалов и других продуктов органи-

ческого синтеза из возобновляемого сырья, предназначенные для замещения тра-

диционных химических производств и создания новых продуктов и материалов

с уникальными свойствами, штаммы и ассоциации микроорганизмов-продуцентов;

 перспективные ферменты для использования в биокаталитических процессах,

в том числе устойчивые к экстремальным условиям реальных биотехнологиче-

ских процессов (высокой температуре, кислотности или щелочности, присутствию

солей, органических растворителей и т.д.), искусственные белки с улучшенными

функциональными характеристиками, полученные с помощью рационального ди-

зайна и направленной эволюции;

 штаммы микроорганизмов – продуценты биологически активных веществ (био-

пестицидов, биоинсектицидов и др.) для создания биологических средств защи-

ты растений;

 перспективные штаммы микроорганизмов и микробные ассоциации для исполь-

зования в биогеотехнологических процессах создания микробных источников

электричества;

 опытные образцы новых источников непищевой биомассы с улучшенными характе-

ристиками (быстрорастущие деревья и водные растения, микроводоросли и др.) для

использования в качестве сырья, разработанные с применением биотехнологий;

 биотехнологические процессы использования микроорганизмами газообразных

субстратов, в том числе синтез-газа и СО2, на базе новых штаммов и принципов

ферментации.

Табл. 3. Перспективные направления задельных исследований в тематической области

«Промышленные биотехнологии»

Области задельных исследований Уровень ИиР Приоритеты ИиР

Биосинтетические процессы

получения биологически

активных соединений

Секвенирование и аннотация геномов микроорганизмов, в пер-

вую очередь промышленно значимых

Скрининг и исследование микроорганизмов с биотехнологически

значимыми свойствами

Исследование регуляции метаболических путей, включая

измерение потоков углерода и активности ключевых ферментных

систем

block.indd 26 24.02.2014 17:33:35

Перспективные направления научных исследований

Области задельных исследований Уровень ИиР Приоритеты ИиР

Исследование общих систем регуляции микробной клетки

(молекулярная физиология) на основе анализа транскриптома,

протеома и метаболома

Развитие генетики промышленных микроорганизмов – продуцен-

тов аминокислот, витаминов, токсинов, антибиотиков и других

биологически активных соединений; разработка научно-ме то ди-

ческой базы, обеспечивающей направленное изменение метабо-

лизма микроорганизмов с целью достижения сверхсинтеза

клеточных метаболитов, обладающих высоким рыночным

потенциалом (создание клеточных фабрик)

Разработка методологии интеграции генетического материала

в геномы микроорганизмов

Создание кассет, обеспечивающих регулируемую экспрессию

генов на различных уровнях

Создание научно-технологического задела в области биосинтеза

биологически активных клеточных метаболитов

Создание нового поколения штаммов – продуцентов аминокис-

лот, витаминов, ферментов

Разработка методов управляемого культивирования штаммов-

продуцентов

Исследование возможности создания в клетках микроорганизмов

биосинтетических путей, не встречающихся в природе

(de novo), методами синтетической биологии

Конструирование штаммов с измененными или созданными

de novo метаболическими путями, обеспечивающими синтез

биопродуктов

Ферменты и их использование

в биокаталитических процес-

сах

Скрининг ферментов с заданными характеристиками в природных

популяциях и коллекциях, а также поиск ферментов в базах

данных

Исследование механизмов биокатализа, выявление физико-

химических закономерностей, лежащих в основе ускорения

химических реакций биокатализаторами

Разработка искусственных катализаторов, использующих

принципы биокатализа

Исследование пространственной структуры биокатализаторов

методами структурной биологии (рентгеноструктурный анализ,

ядерно-магнитный резонанс и др.) и компьютерного моделирова-

ния

Направленная эволюция ферментов и их рациональный дизайн

методами направленного мутагенеза с целью улучшения их харак-

теристик: повышения активности, стабильности, изменения

специфичности и др.

(продолжение)

block.indd 27 24.02.2014 17:33:35

3

Перспективные направления научных исследований

Области задельных исследований Уровень ИиР Приоритеты ИиР

Создание рекомбинантных ферментов с улучшенными технологи-

ческими свойствами, в том числе осуществляющих несколько

последовательных реакций

Исследование механизмов секреции ферментов из клеток

микроорганизмов и оптимизация этих процессов

Разработка новых методов выделения и очистки биокатализато-

ров, их иммобилизации и стабилизации, использования в нетра-

диционных и неводных средах

Создание высокоактивных штаммов – продуцентов наиболее

востребованных технических, кормовых и пищевых ферментов:

целлюлаз, бета-глюканаз, ксиланаз, гемицеллюлаз, фитаз,

пектиназ, амилаз, липаз, протеаз, нитрилгидратаз и др.

Разработка биокатализаторов (оксидоредуктазы, лигазы, синтазы

и др.), используемых для создания сенсорных устройств, для по-

лучения синтонов в процессах тонкого органического синтеза

и т.д.

Поиск ферментов, устойчивых к экстремальным условиям

реальных биотехнологических процессов (высокой температуре,

кислотности или щелочности, присутствию солей, органических

растворителей и т.д.)

Использование высокопроизводительного скрининга для поиска

мутантных вариантов ферментов с уникальными каталитическими

свойствами, конструирование штаммов методами генетической

инженерии, рационального дизайна и направленной эволюции

ферментов

Разработка методов управляемого культивирования штаммов

для достижения максимального урожая биомассы с высоким

уровнем активности

Создание готовых форм ферментных препаратов для последую-

щего применения в различных областях

Процессы получения биомате-

риалов и продуктов тонкого

и основного органического

синтеза из возобновляемого

сырья

Разработка подходов к новым процессам биосинтеза при

экстремальных условиях (высокой или низкой температуре,

кислотности и др.) для получения промышленно значимых

биопродуктов

Создание высокопродуктивных штаммов микроорганизмов,

синтезирующих полимеры или мономеры, для дальнейшего

получения полимеров, пригодных для изготовления изделий,

разлагающихся в условиях окружающей среды без образования

вредных продуктов

Создание научно-технологического задела и разработка техноло-

гий получения биоматериалов и продуктов тонкого и основного

органического синтеза из возобновляемого сырья, а также их

выделения и очистки

(продолжение)

block.indd 28 24.02.2014 17:33:35

Перспективные направления научных исследований

Области задельных исследований Уровень ИиР Приоритеты ИиР

Ресурсная база промышленной

биотехнологии

Диверсификация источников возобновляемой биомассы для

использования в биотехнологических производствах и процессах

улучшения качества возобновляемого (растительного) сырья

(к перспективным источникам биомассы следует отнести быстро-

растущие растения, одноклеточные водоросли, растения с изме-

ненной структурой клеточной стенки, сельскохозяйственные

и муниципальные отходы и т.д.; новым сырьем для промышлен-

ной биотехнологии является синтез-газ, в который может быть

конвертирована любая биомасса путем пиролиза)

Поиск и создание методами селекции и генетической инженерии

новых разновидностей и сортов (биотехнологических/биоэнерге-

тических) растений и водорослей, используемых в качестве сырья

для биотехнологических процессов

Разработка методов микробиологической трансформации

синтез-газа

Разработка методов культивирования, сбора, предобработки

и биотрансформации возобновляемой биомассы (быстрорасту-

щие растения, водоросли и т.д.)

Разработка новых методов увеличения биодоступности (предоб-

работки) лигноцеллюлозного сырья, утилизации и трансформа-

ции лигнина

Разработка технологий использования сельскохозяйственных

и бытовых (муниципальных) отходов в качестве сырья

для получения биотехнологических продуктов с высокой

добавленной стоимостью

Новые технологии получения,

выделения и очистки биопро-

дуктов

Моделирование процессов разделения в сложных многокомпо-

нентных биотехнологических средах

Разработка новых материалов (мембранных, хроматографи-

ческих и др.), используемых в процессах сепарации и очистки

Разработка непрерывных методов разделения, выделения

и очистки биопродуктов

Масштабирование процессов разделения, выделения и очистки,

разработка технологий, процессов и аппаратов для использова-

ния в биотехнологическом производстве

Биогеотехнологии Исследование метаболизма штаммов микроорганизмов,

структуры и динамики микробных сообществ и консорциумов,

используемых в биогеотехнологических процессах

Моделирование физико-химических и биологических процессов,

происходящих в микробных сообществах и окружающей среде,

для целей и задач биогеотехнологии

Поиск новых перспективных микроорганизмов для целей

биогеотехнологии

(продолжение)

block.indd 29 24.02.2014 17:33:35

3

Перспективные направления научных исследований

Области задельных исследований Уровень ИиР Приоритеты ИиР

Разработка биотехнологических методов интенсификации

процессов извлечения металлов из руд, рудных концентратов

и горных пород

Разработка микробиологических методов удаления нежелатель-

ных примесей из добываемых полезных ископаемых

Разработка методов увеличения нефтеотдачи пластов

Разработка биотехнологических методов борьбы с коррозией

трубопроводов различного назначения

Разработка технологий снижения загазованности метаном

угольных шахт

(окончание)

3.3. Агробиотехнологии

Ожидаемые результаты задельных исследований:

 повышение эффективности сельскохозяйственного производства за счет современ-

ных методов управления генетическими ресурсами сельскохозяйственных растений,

животных и микроорганизмов;

 инновационные биологические средства защиты растений и повышение их продук-

тивности;

 новые биопродукты промышленного и медицинского назначения, созданные с ис-

пользованием растений и животных – биофабрик.

Табл. 4. Перспективные направления задельных исследований в тематической области

«Агробиотехнологии»

Области задельных исследований Уровень ИиР Приоритеты ИиР

Создание новых высокопродук-

тивных, устойчивых к патоге-

нам и неблагоприятным

условиям окружающей среды

сортов и гибридов сельско-

хозяйственных растений

с использованием биотехно-

логий

Идентификация генов и исследование молекулярно-генетичес-

ких механизмов, обуславливающих хозяйственно ценные

признаки растений (устойчивость к стрессовым факторам, в том

числе фитопатогенам, высокое качество урожая), а также поиск

маркеров различных патогенов

Расшифровка геномов важнейших сельскохозяйственных

растений

Разработка методов получения высокопродуктивных сортов

сельскохозяйственных растений с использованием новейших

технологий производства исходного гомозиготного и рекомби-

нантного материала, генетических маркеров в селекции, генети-

ческой инженерии растений

block.indd 30 24.02.2014 17:33:35

Перспективные направления научных исследований

Области задельных исследований Уровень ИиР Приоритеты ИиР

Разработка методов трансформации и эффективных способов

доставки, а также конструкций, обеспечивающих экспрессию

гетерологичного генетического материала

Разработка методов гаплоидии и получения в короткие сроки

гомозиготных исходных линий

Усовершенствование племен-

ной работы путем использова-

ния методов геномной селек-

ции сельскохозяйственных

животных; создание баз

данных, содержащих информа-

цию о геноме пород сельско-

хозяйственных животных,

для внедрения в племенную

работу технологий клонирова-

ния и генетической паспорти-

зации

Анализ геномов, идентификация генов-кандидатов локусов

полезных количественных признаков, исследование молекуляр-

ных механизмов формирования продуктивности животных

Разработка методологии молекулярной селекции и технологий

выделения и поддержания биологического материала как формы

сохранения уникальных генотипов и генетических ресурсов

Идентификация и исследование селекционно значимых полимор-

физмов, ассоциированных с количественными и качественными

показателями продуктивности

Разработка методов генетической паспортизации и диагностиче-

ских тест-систем, позволяющих определять на геномном уровне

племенную ценность животных

Разработка способов тиражирования выдающихся генотипов

путем клонирования

Разработка методологии направленного изменения генома

индивидуумов с целью создания новых селекционных форм

и расширения спектра производимой продукции

Разработка технологии создания животных – продуцентов

рекомбинантных белков (в молоке и т.п.)

Создание новых пород животных с помощью молекулярных техно-

логий, систем управления генетическим потенциалом продуктив-

ности и качества продукции животноводства и птицеводства

Методы генетической паспор-

тизации сортов и сертифика-

ции семян растений

Разработка методов генетической паспортизации сортов сельско-

хозяйственных растений, основанных на использовании молеку-

лярных маркеров сортов

Разработка методов сертификации семян, включающих молеку-

лярную идентификацию сорта и детекцию потенциальных

загрязнений (патогенов и др.)

Прототипы инновационных

лекарственных средств

и кандидатные вакцины

перорального применения

для животных

Анализ геномов возбудителей особо опасных болезней продук-

тивных животных

Исследование эволюции и путей распространения инфекционных

агентов по результатам филогенетического анализа их изолятов

(продолжение)

block.indd 31 24.02.2014 17:33:35

3

Перспективные направления научных исследований

Области задельных исследований Уровень ИиР Приоритеты ИиР

Конструирование ДНК-вакцин, содержащих одновременно

фрагменты ДНК нескольких штаммов различных возбудителей,

разработка способов их применения

Создание принципиально новых профилактических и лечебных

препаратов на основе исследования молекулярных механизмов

патогенности вирусов и бактерий, их иммунорегуляторного

репертуара

Создание тест-систем, обеспечивающих высокопроизводитель-

ный приборный учет исследуемых проб органов и тканей

животных на наличие возбудителей наиболее опасных для живот-

новодства и птицеводства заболеваний

Создание рекомбинантных вакцин против возбудителей

инфекционных заболеваний животных и разработка технологий

их получения

Использование моно- и биcпецифических моноклональных

антител в серодиагностике

Создание систем селективной очистки и концентрирования

возбудителей инфекционных болезней в объектах ветеринарного

надзора

Исследование новых адъювантов и иммуностимуляторов

Совершенствование методов оценки применения противобакте-

риальных и противовирусных препаратов

Совершенствование вакцин перорального применения

для массовой вакцинации животных

Новые молекулярно-генетичес-

кие методы диагностики

патогенов растений и живот-

ных, биологические средства

борьбы с патогенами

Поиск и исследование маркеров устойчивости растений

к патогенам

Расшифровка геномов важнейших фитопатогенов, актуальных

для сельского хозяйства России

Разработка тест-систем для детекции карантинных патогенов

на всех этапах производства сельскохозяйственных растений:

от пробирочных до полевых

Разработка высокоточных молекулярно-генетических методов

диагностики вредных организмов и конструирования новых

биологических агентов для защиты растений

Разработка полифункциональных биологических препаратов

на основе ассоциаций полезных микроорганизмов и рекомби-

нантных микроорганизмов – продуцентов препаратов для защиты

растений

(продолжение)

block.indd 32 24.02.2014 17:33:35

Перспективные направления научных исследований

Области задельных исследований Уровень ИиР Приоритеты ИиР

Поиск новых токсинов полипептидной природы с селективным

действием на насекомых – вредителей сельскохозяйственных

культур

Клонирование генов селективных инсектотоксинов и получение

их продуцентов на основе бактерий

Разработка технологий получения и применения экологически

безопасных биологических средств защиты растений от вредите-

лей, возбудителей болезней и сорных растений для промышлен-

ного производства сельскохозяйственной продукции, а также

для применения в курортных, особо охраняемых и водоохранных

зонах

Штаммы микроорганизмов

и микробные консорциумы

для создания симбиотических

растительно-микробных

сообществ, обеспечивающих

питание растений минеральны-

ми веществами и их защиту

от патогенов

Определение генетической структуры микробных сообществ

основных типов почв с целью выявления ключевых групп генов

и геномов, определяющих базовые процессы почвообразования

(круговорот макроэлементов, метаболизм гумусовых веществ,

стабильность биологических свойств при действии глобальных

изменений климата) и развития растений (азотное и фосфорное

питание, защита от патогенов, способность поддерживать

гомеостаз в условиях природных и антропогенных стрессов)

Определение структуры симбиогенома растений, обуславливаю-

щего интеграцию полезной микрофлоры, для формирования

экологически эффективных и самодостаточных микробно-

растительных систем

Генетическое конструирование и биоинженерия многокомпонент-

ных и полифункциональных микробиомов растений, обеспечи-

вающих мобилизацию трофических ресурсов почвы (оптимальное

азотное и фосфорное питание основных сельскохозяйственных

культур), их защиту от вредителей и устойчивое развитие

в условиях глобальных изменений климата (температурного

и водного баланса, засоления) и загрязнения биосферы

Разработка методов молекулярного мониторинга почв сельско-

хозяйственного назначения, позволяющих прогнозировать

динамику основных параметров их биологического потенциала

Разработка методологии широкомасштабной интродукции

полезных микроорганизмов в почвы, а также на поверхность

и в ткани растений, возделываемых в различных почвенно-

климатических зонах России

Разработка новых способов управления развитием и адаптивны-

ми функциями сельскохозяйственных культур в экологически

устойчивых агроценозах с использованием сигнальных молекул,

синтезируемых микроорганизмами в промышленных условиях

Создание новых форм ферментов, полезных для микробно-

растительных систем, обеспечивающих адаптивный потенциал

основных сельскохозяйственных культур

(продолжение)

block.indd 33 24.02.2014 17:33:36

3

Перспективные направления научных исследований

Области задельных исследований Уровень ИиР Приоритеты ИиР

Разработка технологии культивирования штаммов-продуцентов

и создание новых форм биопрепаратов для земледелия

(ростстимулирующего и фитозащитного действия) с целью

повышения конкурентоспособности товарной продукции,

устойчивости использования природных ресурсов и расширения

площади посевов сельскохозяйственных культур на основе

органического земледелия

Создание микробных препаратов и технологий их применения

для переработки и/или утилизации отходов сельскохозяйствен-

ного производства

Биотехнологические процессы

получения биопродуктов

промышленного и медицинско-

го назначения в растениях

Разработка новых технологий получения рекомбинантных белков,

в том числе вакцин, в растениях-биофабриках

(окончание)

3.4. Экологические биотехнологии

Ожидаемые результаты задельных исследований:

 системы мониторинга загрязнения окружающей среды на основе биотехнологий;

 восстановление экосистем с использованием живых организмов – биодеструк-

торов;

 защита материалов и технических объектов от биоповреждений и биокоррозии.

Табл. 5. Перспективные направления задельных исследований в тематической области

«Экологические биотехнологии»

Области задельных исследований Уровень ИиР Приоритеты ИиР

Новые верифицированные

методики биотестирования

и биоиндикации с повышенной

чувствительностью и селектив-

ностью для определения

загрязнений в окружающей

среде, штаммы организмов-

биосенсоров

Выявление новых тест-объектов биомониторинга и биотестирова-

ния

Исследование индикаторной значимости организмов, их адапта-

ционных способностей к действующим загрязняющим веществам

в различных условиях

Разработка методов и критериев оценки состояния биоиндикато-

ров по их физиологическому состоянию и морфологическим

изменениям в ходе онтогенеза

Создание и внедрение эффективных биотест-систем, в том числе

экспрессных, на основе биологического материала и живых

организмов

block.indd 34 24.02.2014 17:33:36

Перспективные направления научных исследований

Области задельных исследований Уровень ИиР Приоритеты ИиР

Разработка биосенсоров, позволяющих быстро и селективно

определять качество и количество загрязнений в природных

системах

Разработка методов выявления отклика биосферы на антропоген-

ное воздействие на разных уровнях живого: молекулярном,

клеточном, организменном, популяционном и в сообществах

Новые методики очистки вод,

грунтов и воздуха с использо-

ванием эффективных организ-

мов – биоремедиаторов

Выявление новых эффективных живых организмов – биодеструк-

торов загрязняющих веществ, изучение особенностей их биоло-

гии

Разработка методов получения биомассы организмов-деструкто-

ров, способов их хранения и использования

Исследование метаболического потенциала биологических

объектов, позволяющего использовать их в экобиотехнологиче-

ской сфере

Разработка технологии биоремедиации: создание методов

очистки вод, грунтов и воздуха с использованием метаболическо-

го потенциала биологических объектов

Разработка биотехнологических методов ликвидации послед-

ствий вредного воздействия на окружающую среду, техногенных

катастроф (разливов нефти, радиоактивных загрязнений, аварий

на химических производствах и т.д.)

Экологически безопасные

биоциды для защиты техниче-

ских объектов от организмов-

деструкторов

Исследование механизмов биоповреждений материалов,

изделий и сооружений отдельными видами макро- и микроорга-

низмов

Разработка экологически безопасных биоцидов и экобиотехноло-

гических методов защиты от биоповреждений и биокоррозии

Исследование влияния биологических факторов на материалы

и технические объекты

Разработка основ ускоренных лабораторных и натурных испыта-

ний материалов, изделий и средств защиты от биокоррозии

и биоповреждений

Исследование состава и динамики сообществ организмов,

вызывающих биокоррозию

Разработка биотехнологических способов защиты от повреждаю-

щих микроорганизмов, водорослей, грибов, беспозвоночных

животных и других живых организмов – деструкторов техниче-

ских поверхностей

(окончание)

block.indd 35 24.02.2014 17:33:36

3

Перспективные направления научных исследований

3.5. Пищевые биотехнологии

Ожидаемые результаты задельных исследований:

 системы оценки безопасности новых и традиционных источников пищи и ее ингреди-

ентов, методов переработки пищевого сырья, функциональных пищевых продуктов,

продуктов детского питания, диетических, лечебных, продуктов с пониженной аллер-

генностью, а также биологически активных добавок к пище, в том числе:

 экспериментальные образцы приборов для высокочувствительного экспрессного

определения загрязняющих веществ (ксенобиотиков, грибных и бактериальных

токсинов, пестицидов, ветеринарных препаратов и т.д.) в пищевых продуктах

и сырье;

 методы контроля аутентичности пищевых продуктов, основанные на определе-

нии специфических биологических макромолекул (нуклеиновых кислот, белков

и др.), реализованные на лабораторном уровне;

 экспериментальные образцы новых пробиотиков, пребиотиков, синбиотиков, за-

квасок и пищевых ингредиентов, новые штаммы молочнокислых и других техно-

логических микроорганизмов, микробные консорциумы с заданными биологиче-

скими свойствами и оптимизированными технологическими характеристиками;

 биотехнологические процессы получения биологически активных веществ, по-

лезных белковых продуктов и ингредиентов из отходов и малоценных продуктов

переработки сырья растительного и животного происхождения.

Табл. 6. Перспективные направления задельных исследований в тематической области

«Пищевые биотехнологии»

Области задельных исследований Уровень ИиР Приоритеты ИиР

Обеспечение безопасности

пищевых продуктов

Изучение влияния новых и нетрадиционных источников пищи

на здоровье человека и механизмов взаимодействия нутриома

(макро-, микронутриентов и минорных биологически активных

компонентов пищи) с организмом человека

Идентификация рисков новых и нетрадиционных пищевых

продуктов, основанная на использовании методов высокопроиз-

водительного скрининга метаболических процессов (омик-

технологии)

Разработка методов для мультипараметрического контроля содер-

жания в пищевых продуктах и сырье химических загрязняющих

веществ (грибных и бактериальных токсинов, пестицидов

и ветеринарных препаратов)

Разработка методов экспрессного выявления бактериального

заражения пищевых продуктов и сырья

Разработка комплекса методов для подтверждения аутентичности

пищевых продуктов, в том числе видовой идентификации

используемого сырья, основанных на определении специфиче-

ских биологических макромолекул (нуклеиновых кислот, белков

и др.)

block.indd 36 24.02.2014 17:33:36

Перспективные направления научных исследований

Области задельных исследований Уровень ИиР Приоритеты ИиР

Исследование кумулятивного действия подпороговых концентра-

ций загрязняющих веществ с учетом особенностей пищевых

продуктов

Разработка методических подходов к интегральной оценке

безопасности продукции, содержащей несколько видов загряз-

няющих веществ

Технологии пищевого белка Исследование физико-химических и биологических свойств

пищевого белка и белковых композиций, полученных из сырья

растительного и животного происхождения

Разработка методов тестирования биологических свойств

пищевого белка и пищевых композиций на молекулярном,

клеточном и организменном уровнях

Создание научно-методической базы для направленного получе-

ния белковых композиций с заданными свойствами и аналитиче-

ской платформы для их тестирования

Создание технологического оборудования для глубокой конвер-

сии побочных продуктов и отходов переработки сырья раститель-

ного и животного происхождения с целью извлечения максималь-

ного количества пищевого белка и получения белковых компози-

ций заданного состава

Биотехнологические подходы

к производству пробиотиков,

пребиотиков, синбиотиков,

заквасок и пищевых ингреди-

ентов

Скрининг микроорганизмов и поиск новых пробиотиков

и синбиотиков, изучение их физиологических функций и метабо-

лических путей, характеристика структуры и свойств продуцируе-

мых ими биологически активных соединений

Исследование геномов молочнокислых бактерий, поиск,

селекция и создание высокоактивных штаммов молочнокислых

и других технологических микроорганизмов с заданными

биологическими свойствами и оптимизированными характери-

стиками

Разработка биокаталитических и генно-инженерных способов

получения пищевых ингредиентов (в том числе витаминов

и функциональных смесей), методов оценки их безопасности

и эффективности

Исследование функциональных свойств продуктов, полученных

на основе биологически активных соединений и биокомпозиций

(пищевых продуктов, пищевых добавок и функциональных

пищевых ингредиентов, биологически активных добавок

и медицинских биологических препаратов)

Создание стартерных культур и высококонцентрированных

заквасок на основе новых пробиотиков для промышленной

и медицинской биотехнологии

Разработка технологий получения целевых продуктов с заданны-

ми свойствами на основе биологически активных соединений

и композиций

(продолжение)

block.indd 37 24.02.2014 17:33:36

3

Перспективные направления научных исследований

Области задельных исследований Уровень ИиР Приоритеты ИиР

Функциональные и специали-

зированные пищевые продукты

Выявление эффективных биомаркеров для объективной оценки

обеспеченности организма человека пищевыми веществами

и персонификации рекомендаций по питанию

Исследование особенностей метаболизма и потребностей

человека в пищевых веществах и энергии в экстремальных

состояниях

Разработка методологии коррекции патологических состояний

с использованием функциональных и специализированных

пищевых продуктов и формирование медико-биологических требо-

ваний по их использованию в рационе различных групп населения

Изучение метаболических превращений функциональных

пищевых продуктов и ингредиентов, создание стратегии исследо-

вания их влияния на жизненно важные функции организма

Разработка методов оценки безопасности и биологической

эффективности, способов тестирования функциональных свойств

пищевых продуктов и ингредиентов

Создание научно-методической базы для направленного получе-

ния новых пищевых продуктов и ингредиентов с заданными

свойствами

Разработка технологического оборудования для проведения

биокаталитической конверсии и/или синтеза для получения

новых пищевых ингредиентов с заданными функциональными

свойствами и пищевых продуктов на их основе

Переработка пищевого сырья

и отходов

Скрининг перспективных источников биологически активных

веществ (витаминов, антиоксидантов, полиненасыщенных жирных

кислот, полифенольных соединений, биологически активных

пептидов и др.) среди вторичных малоценных продуктов перера-

ботки сырья растительного и животного происхождения

Разработка и оптимизация методов глубокой переработки малоцен-

ного сырья растительного и животного происхождения для извлече-

ния из него биологически активных соединений и/или направленной

модификации их структуры для повышения функциональных

и потребительских свойств, а также биологической ценности

(окончание)

3.6. Лесные биотехнологии

Ожидаемые результаты задельных исследований:

 новые формы древесных растений с заданными признаками, посадочный материал;

 методы оценки качества семенного материала, мониторинга фитосанитарного со-

стояния питомников и лесных насаждений;

 методы глубокой переработки древесины и утилизации отходов лесопиления;

 современная система управления лесонасаждениями (с привлечением методов ДНК-

маркирования);

 биологические средства защиты леса.

block.indd 38 24.02.2014 17:33:36

Перспективные направления научных исследований

Табл. 7. Перспективные направления задельных исследований в тематической области

«Лесные биотехнологии»

Области задельных исследований Уровень ИиР Приоритеты исследований и разработок

Создание новых сортов

древесных растений с улуч-

шенными характеристиками

(структурой древесины,

устойчивостью к фитопатоге-

нам, скоростью роста и др.)

с использованием биотехно-

логий

Исследование процессов органогенеза и эмбриогенеза древесных

растений в условиях in vitro, разработка новых способов культиви-

рования in vitro растительного материала

Генетический анализ, картирование и секвенирование геномов

древесных растений, в том числе на основе создания инбредных

(гомозиготных) коллекций с помощью гаплоидных технологий

Разработка методов молекулярной селекции древесных растений

Разработка научных основ биотехнологий для управления лесо-

насаждениями

Изучение физиологических и генетических аспектов покоя

древесных растений в условиях in vitro

Гаплоиды, гомозиготные диплоиды и полиплоидизация как метод

создания новых генотипов и сортов лесных пород

Создание банков in vitro редких и исчезающих видов лесных

растений

Клональное микроразмножение редких и исчезающих видов

лесных древесных и недревесных растений для создания резерва-

тов генетически ценных форм деревьев с целью повышения

качества посадочного материала

Мониторинг состояния и оценка генетического разнообразия

лесных ресурсов на основе анализа ДНК

Молекулярное (ДНК) маркирование, направленное на решение

прикладных задач лесного сектора: совершенствование принципов

и методов лесосеменного районирования, генетическая паспорти-

зация и сертификация семян, мониторинг фитосанитарного

состояния питомников и лесонасаждений, контроль законности

происхождения древесины

Создание биотехнологических форм деревьев с заданными

признаками: пониженным содержанием лигнинов, устойчивостью

к гербицидам и др.

Микробиологические средства

защиты леса от вредителей

и патогенов

Клональное микроразмножение растений (включая гаметический

и соматический эмбриогенез) для селекции и производства

устойчивых к вредителям и патогенам форм высококачественного

посадочного материала

Создание устойчивых форм лесных пород и средств защиты

от вредителей и фитопатогенов биотехнологическими методами

Разработка технологий мониторинга фитосанитарного состояния

лесонасаждений

Разработка технологий крупнотоннажного производства биологи-

ческих препаратов для защиты леса

block.indd 39 24.02.2014 17:33:36

3

Перспективные направления научных исследований

Области задельных исследований Уровень ИиР Приоритеты исследований и разработок

Перспективные биотехнологи-

ческие процессы комплексной

переработки древесной

биомассы и ее отдельных

компонентов, реализованные

на лабораторном уровне

Создание нового поколения волокнистых полуфабрикатов

и целлюлозных композиционных материалов

Выделение лигнина и гемицеллюлоз с последующим синтезом

продуктов с высокой добавленной стоимостью

Разработка экологически безопасной технологии получения

наноразмерной целлюлозы и изготовление на ее основе конструк-

ционных композиционных материалов с улучшенными эксплуата-

ционными свойствами

Разработка и внедрение технологий комплексной переработки

древесной биомассы с применением новых технологических

процессов получения продуктов глубокой переработки (биотопли-

ва, биохимикатов)

(окончание)

3.7. Аквабиокультура

Ожидаемые результаты задельных исследований:

 эффективные продукты из гидробионтов Мирового океана и внутренних водоемов

(рыб, моллюсков, ракообразных, иглокожих, водорослей, микроорганизмов);

 системы комплексной переработки гидробионтов и производство на их основе вос-

требованной продукции пищевого, кормового, ветеринарного и медицинского назна-

чения.

Табл. 8. Перспективные направления задельных исследований в тематической области

«Аквабиокультура»

Области задельных исследований Уровень ИиР Приоритеты ИиР

Идентификация новых практи-

чески ценных биомолекул гидро-

бионтов (ферментов, белков

и пептидов, вторичных метабо-

литов, полисахаридов бактерий,

архей, водорослей, жирных

кислот и липидов водорослей)

с использованием геномных

и постгеномных технологий,

методы получения биополиме-

ров и новых материалов

из гидробионтов

Исследование специфических белков и ферментов

гидробионтов

Использование методов биоинформатики для идентификации

новых биомолекул в гидробионтах (биокатализаторов, белков

и пептидов, вторичных метаболитов, полисахаридов бактерий,

архей, водорослей, жирных кислот и липидов микроводорос-

лей)

Метагеномные исследования водных микро- и макробионтов

block.indd 40 24.02.2014 17:33:36

Перспективные направления научных исследований

Области задельных исследований Уровень ИиР Приоритеты ИиР

Методы культивирования

клеточных линий морских

организмов и микробных

симбионтов – продуцентов

биологически активных соеди-

нений, реализованные на

лабораторном уровне

Разработка инновационных методов культивирования

клеточных линий позвоночных и беспозвоночных морских

организмов, а также микробных симбионтов для получения

биологически активных соединений

Разработка методов молекулярной селекции гидробионтов

Разработка новых и совершенствование существующих

биотехнологий кормопроизводства и разведения ценных рыб

и морепродуктов

Исследование морских экосистем и выявление новых объектов

культивирования

Разработка и тестирование новых кормов и новых методов

кормления рыб и других гидробионтов

Методы молекулярной селекции

гидробионтов для получения

высокопродуктивных объектов

аквакультуры

Совершенствование селекционно-племенной работы с целью

выведения высокопродуктивных объектов аквакультуры

Проведение геномного анализа гидробионтов и морских

микроорганизмов

Поиск штаммов микроводорослей и методов их культивирова-

ния, оптимальных для производства биотоплива

Разработка комплексной промышленной технологии (с замкну-

тым циклом) получения биологически активных веществ

из малоиспользуемых гидробионтов и отходов производства

непосредственно в местах вылова

Создание биопрепаратов из гидробионтов для повышения

сопротивляемости организма воздействию неблагоприятных

факторов окружающей среды, лечения и предупреждения ряда

социально значимых и опасных заболеваний

Проведение медико-биологических исследований и разработка

нормативной документации пептидных препаратов из органов

и тканей гидробионтов, обладающих иммуностимулирующими,

антиоксидантными и другими свойствами

Создание биологических субстанций и композиций, функцио-

нальных пищевых продуктов и биологически активных пищевых

добавок на основе сырья гидробионтов

Исследование свойств полисахаридов из ракообразных

и других гидробионтов с целью их применения в практической

медицине и народном хозяйстве

(окончание)

block.indd 41 24.02.2014 17:33:36

Апокин А.Ю., Белоусов Д.Р. (2009) Сценарии развития мировой и российской экономи-

ки как основа для научно-технологического прогнозирования // Форсайт. Т. 3. № 3.

С. 12–29.

Ван Рай В. (2012) Зарождающиеся тенденции и «джокеры» как инструменты формирования

и изменения будущего // Форсайт. Т. 6. № 1. С. 60–73.

Гохберг Л.М., Кузнецова Т.Е. (2011) Стратегия-2020. Новые контуры российской инноваци-

онной политики // Форсайт. Т. 5. № 4. С. 8–31.

Доманьский Р. (2010) Экономическая география: динамический аспект. М.: Новый хроно-

граф.

ИНЭИ РАН / РЭА (2012) Прогноз развития энергетики мира и России до 2035 года. М.:

ИНЭИ РАН, РЭА.

Комплексная программа развития биотехнологий в Российской Федерации до 2020 года.

Утверждена Председателем Правительства Российской Федерации (№ 1838п-П8 от 24 апре-

ля 2012 г.).

Кристенсен К. (2004) Дилемма инноватора. Как из-за новых технологий погибают сильные

компании. М.: Альпина Паблишер.

Минобрнауки России (2008a) Долгосрочный прогноз научно-технологи че ского развития

Российской Федерации (до 2025 года).

Минобрнауки России (2008b) Разработка прогноза долгосрочного на уч но-технологического

развития ключевых секторов российской экономики на пе риод до 2030 года.

НИУ ВШЭ (2013) Долгосрочные приоритеты прикладной науки в России. М.: НИУ ВШЭ.

Перес К. (2011) Технологические революции и финансовый капитал. Динамика пузырей

и периодов процветания. М.: Дело.

Перечень критических технологий Российской Федерации. Утвержден Указом Президента

Российской Федерации от 7.07.2011 г. № 899.

Послание Президента Российской Федерации Федеральному Собранию (2012) Офи ци-

альный сайт Администрации Президента Российской Федерации. 12 декабря. http://

kremlin.ru/news/17118 (дата обращения: 05.02.2014).

Список литературы

block.indd 42 24.02.2014 17:33:36

Список литературы

Приоритетные направления развития науки, технологий и техники в Российской Федера-

ции. Утверждены Указом Президента Российской Федерации от 7.07.2011 г. № 899.

Прогноз научно-технологического развития Российской Федерации на период до 2030 го-

да. Утвержден Председателем Правительства Российской Федерации (№ ДМ-П8-5 от 3 янва-

ря 2014 г.).

Росстат (2011) Статистический сборник «Инвестиции в России». М.: Росстат.

Совещание с вице-премьерами: о прогнозе научно-технологического развития России на

период до 2030 года; о кредитных рейтингах регионов (2014) Официальный сайт Прави-

тельства Российской Федерации. 20 января. http://government.ru/vice_news/9809 (дата

обращения: 04.02.2014).

Соколов А.В. (2007) Метод критических технологий // Форсайт. Т. 1. № 4. С. 64–74.

Соколов А.В. (2009) Будущее науки и технологий: результаты исследования Дельфи // Фор-

сайт. Т. 3. № 3. С. 40–58.

Соколов А.В., Чулок А.А. (2012) Долгосрочный прогноз научно-техно ло ги че ского развития

России на период до 2030 года: ключевые особенности и первые результаты // Форсайт.

Т. 6. № 1. С. 12–25.

Чулок А.А. (2009) Прогноз перспектив научно-технологического развития ключевых секто-

ров российской экономики: будущие задачи // Форсайт. Т. 3. № 3. С. 30–36.

Amanatidou E. (2011) Grand challenges – a new framework for foresight evaluation. EU-SPRI

conference papers. Manchester. 20–22 September.

APEC (2013) APEC Energy Demand and Supply Outlook 2013 by APERC: The Role of Natural

Gas in Energy Balance of APEC Economies for the period till 2035. 11th Russian Petroleum &

Gas Congress / RPGC 2013. Moscow, 27 June 2013. http://itemsk.blob.core.windows.net/cms-

root/www_mioge/files/4c/4c69a0a5-2e5f-4cd1-8659-48aa5904b106.pdf (дата обращения:

20.02.2014).

Arundel А., Sawaya D., Valeanu I. (2009) Human Health Biotechnologies to 2015 // OECD Jour-

nal: General Papers. Vol. 2009/3. http://dx.doi.org/10.1787/gen_papers-2009-5kmjkjtfxdg7

(дата обращения: 10.02.2014).

Battelle (2011) Battelle’s 2012 Global R&D Funding Forecast. http://battelle.org/docs/default-

document-library/2012_global_forecast.pdf (дата обращения: 10.02.2014).

Bhagwati J. (2004) In Defense of Globalization. Oxford: Oxford University Press.

Bloomberg New Energy Finance (2013) Global Trends in Clean Energy Investments. http://

www.cleanenergyministerial.org/Portals/2/pdfs/BNEF_presentation_CEM4.pdf (дата обраще-

ния: 10.02.2014).

Bio-Economy Technology Platforms (2008) The European Bioeconomy in 2030: Delivering

Sustainable Growth by addressing the Grand Societal Challenges. http://www.epsoweb.org/

file/560 (дата обращения: 10.02.2014).

block.indd 43 24.02.2014 17:33:36

Список литературы

BP (2012) BP Energy Outlook 2030. London: BP.

Caesar W., Riese J., Seitz T. (2007) Betting on Biofuels // McKinsey Quarterly. № 2. Р. 53–63.

Cagnin C., Amanatidou E., Keenan M. (2012) Orienting European Innovation Systems towards

Grand Challenges and the Roles that FTA Can Play // Science and Public Policy Vol. 39 (2).

P. 140–152.

Calof J.L. (2008) Competitive Intelligence and the Management Accountability Framework. Op-

timum Online // The Journal of Public Sector Management. № 37 (4). P. 31–36.

EU-Russia Energy Dialogue (2011) Energy Forecasts and Scenarios 2009–2010 Research. Final

Report. Moscow: Publishing House «Economica, Stroitelstvo, Transport».

European Commission (2010a) European Forward Looking Activities. EU Research in Foresight

and Forecast. Luxembourg: Publications Office of the European Union.

European Commission (2010b) Facing the future: time for the EU to meet global challenges.

Luxembourg: Publications Office of the European Union.

European Commission (2010c) Strategic Research Agenda 2010 Update: Innovation Driving

Sustainable Biofuels. European Biofuels Technology Platform. http://www.biofuelstp.eu/sras-

dd/SRA_2010_update_web.pdf (дата обращения: 10.02.2014).

Farell D., Nyquist S., Rogers M. (2007) Curbing the Growth of Global Energy Demand // McKinsey

Quarterly. № 1. Р. 21–55.

Federal Ministry of Education and Research (2011) National Research Strategy BioEco-

nomy 2030. Berlin. http://www.bmbf.de/pub/bioeconomy_2030.pdf (дата обращения:

10.02.2014).

Foresight Horizon Scanning Centre / Government Office for Science (2010) Technology and In-

novation Futures: UK Growth Opportunities for the 2020s. London. http://www.bis.gov.uk/

foresight (дата обращения: 29.01.2014).

Georghiou L., Cassingena Harper J., Keenan M., Miles I., Popper R. (eds.) (2008) The Handbook of

Technology Foresight: Concepts and Practice. Cheltenham: Edward Elgar.

Haegeman K., Scapolo F., Ricci A., Marinelli E., Sokolov A. (2013) Quantitative and qualitative

approaches in FTA: from combination to integration? // Technological Forecasting & Social

Change. Vol. 80. P. 386–397.

Loveridge D., Georghiou L., Nedeva M. (1995) United Kingdom Foresight Programme. PREST. Uni-

versity of Manchester.

Meissner D., Gokhberg L., Sokolov A. (eds.) (2013) Science, Technology and Innovation Policy for

the Future. Potentials and Limits of Foresight Studies. New York, Dordrecht, London, Heidelberg:

Springer.

NIC (2012) Global Trends 2030: Alternative Worlds. December 2012. The National Intelligence

Council.

NISTEP (2005) The 8th Science and Technology Foresight Survey: Delphi Analysis. NISTEP report

№ 97. Tokyo: NISTEP.

block.indd 44 24.02.2014 17:33:37

Список литературы

NISTEP (2010a) Contribution of Science and Technology to Future Society. Tokyo: NISTEP.

http://www.nistep.go.jp/achiev/ftx/eng/rep140e/pdf/rep140e_overview.pdf (дата об ра ще-

ния: 28.01.2014).

NISTEP (2010b) Future Scenarios Opened up by Science and Technology (Summary). Tokyo:

NISTEP. http://data.nistep.go.jp/dspace/bitstream/11035/676/1/NISTEP-NR141-SummaryE.

pdf (дата обращения: 28.01.2014).

NISTEP (2010c) The 9th Science and Technology Foresight – Contribution of Science and Tech-

nology to Future Society. NISTEP report № 140. Tokyo: NISTEP.

NREL USA (2011) Renewable Electricity Futures Study. Golden, CO: National Renewable Energy

Laboratory.

OECD (2009) The Bioeconomy to 2030. Designing a policy agenda. Paris: OECD. http://www.

oecd-ilibrary.org/economics/the-bioeconomy-to-2030_9789264056886-en (дата об ра ще ния:

10.02.2014).

OECD (2010) The OECD Innovation Strategy. Getting a Head Start on Tomorrow. Paris: OECD.

OECD (2011a) OECD Future Prospects for Industrial Biotechnology. Paris: OECD.

OECD (2011b) OECD Green Growth Studies: Energy. Paris: OECD.

OECD (2011c) OECD Reviews of Innovation Policy: Russian Federation. Paris: OECD.

OECD (2012a) OECD Innovation Strategy. Paris: OECD. http://www.oecd.org/site/innovation-

strategy (дата обращения: 12.01.2014).

OECD (2012b) OECD Environmental Outlook to 2050. The Consequences of Inaction. Paris: OECD

Publishing. http://www.oecd-ilibrary.org/environment/oecd-environmental-outlook-to-2050/

health-and-environment_env_outlook-2012-9-en (дата обра ще ния: 01.02.2014).

OECD (2012c) Looking to 2060: Long-term global growth prospects. OECD Economic Policy Pa-

pers. № 3.

OECD (2013а) Marine Biotechnology: Enabling Solutions for Ocean Productivity and Sustain-

ability. Paris: OECD Publishing.

OECD (2013b) OECD Science, Technology and Industry Scoreboard 2013. Paris: OECD Publishing.

OECD/IEA (2011) OECD Green Growth Studies: Energy. Paris: OECD.

OECD/IEA (2012a) Energy Technology Perspective 2012: Pathways to a Clean Energy System.

Paris: OECD.

OECD/IEA (2012b) Tracking Clean Energy Progress. Paris: IEA.

OECD/IEA (2012c) World Energy Outlook 2012. Paris: IEA. http://www.iea.org/news-

roomandevents/speeches/130326FutureEnergyTrendsWEO2012NZrev.pdf (дата обращения:

01.02.2014).

OECD/IEA (2013a) Tracking Clean Energy Progress 2013. Paris: IEA.

OECD/IEA (2013b) World Energy Outlook 2013. Paris: IEA. http://www.iea.org/Textbase/

npsum/WEO2013SUM.pdf (дата обращения: 10.02.2014).

block.indd 45 24.02.2014 17:33:37

Список литературы

RAND (2006) The Global Technology Revolution 2020: In-Depth Analysis. Technical Report.

Santa Monica, Arlington, Pittsburg: RAND Corporation.

Rodrik D. (2011) The Globalization Paradox. New York, London: Norton & Company, Inc.

Shell (2008) Shell Energy Scenarios to 2050. Hague: Shell.

Stiglitz J.E. (2007) Making Globalization Work. New York: Norton.

The White House (2012) National Bioeconomy Blueprint. Washington.

UNIDO (2005) UNIDO Technology Foresight Manual. Vienna: UNIDO.

block.indd 46 24.02.2014 17:33:37

Прогноз научно-технологического

развития России: 2030. Биотехнологии

Редактор М.Ю. Соколова

Художник П.А. Шелегеда

Компьютерный макет:

О.Г. Егин, В.В. Пучков

block.indd 47 24.02.2014 17:33:37

Подписано в печать 19.02.2014.

Формат 60×90 1/8. Печ. л. 6.0.

Тираж 350 экз. Заказ № 143.

Отпечатано в ООО «Верже-РА»

127055, Москва, Новослободская ул., 31, стр. 4–11

По вопросам приобретения книги обращаться

в Институт статистических исследований

и экономики знаний НИУ ВШЭ

101000, Москва, Мясницкая ул., 20

Тел.: 8 (495) 621-28-73, факс: 8 (495) 625-03-67

http://issek.hse.ru

E-mail: issek@hse.ru

block.indd 48 24.02.2014 17:33:37

ResearchGate has not been able to resolve any citations for this publication.

Science, Technology and Innovation Policy for the Future: Potentials and Limits of Foresight Studies

Book

Full-text available

Jun 2013

Science, technology and innovation policy are topics that much has been written about in the last decades. However until today no common understanding has been articulated on what these policy fields are and how they are correlated with daily practice of policy making. The book thus pursuits a completely new approach which goes much beyond existing approaches. For the first time the concept of evidence based science, technology and innovation policy making is elaborated and put into context of Foresight studies. Foresight studies are commonly understood as a measure supporting governments, public agencies and companies in designing future oriented strategies. The editorial book brings together contributions from leading international scientists, representatives of national governments and international organisations like Organisation of Economic Cooperation and Development. The book gives practical guidance for policy makers, analysts and researchers on how to leverage the use of Foresight studies which are common practice in many countries for future STI policy approaches. The book outlines approaches and experiences of integrating such Foresight studies in the elaboration and implementation of science, technology and innovation policies at different levels. It delivers insights into practical approaches of developing science, technology and innovation policy measures oriented towards future societal and technological challenges based on evidence drawn from experiences with comparable policy measures worldwide. The book consists of 4 major sections, accomplished by an introduction and future outlook oriented summary. In the introduction, “The Meaning of Foresight in Science Technology and Innovation Policy” Dirk Meissner, Leonid Gokhberg and Alexander Sokolov introduce the key themes of the book, its authors, and describe the potential of Foresight for forming the agenda of successful science and technology policy. The instrument of Foresight and methods of its results evaluation are described in the first section of the book using selected case studies of completed Foresight projects. The accumulated experience on Foresight research is represented by the leading Russian and foreign experts and practitioners in the field of strategic forecasting, members of the HSE ISSEK international laboratories. Ian Miles, head of the Laboratory for Economics of Innovation, professor of the University of Manchester, offers a look at Foresight as a Service. Dirk Meissner, deputy head of the Laboratory for Science and Technology Studies, describes “Results and Impact of National Foresight Studies” and “The Meaning of Indicators of Foresight Studies”. A comprehensive framework for the assessment of national Foresight studies is developed by Anna Sokolova and Ekaterina Makarova in the article “Integrated Framework for Evaluation of National Foresight Studies”. The second section is devoted to assessing the prospects for long-term development of certain priority industries and sectors of science. Oleg Karasev and Anastasia Edelkina propose a coherent vision of the future of nanotechnology markets (Sectoral Foresight Studies: the Future of Nanotechnologies). Konstantin Vishnevskiy, Oleg Karasev, Dirk Meissner and Elena Vetchinkina implement a new approach to roadmapping for emerging technologies in their article “A Toolkit for Integrated Roadmaps: Employing Nanotechnologies in Water and Wastewater Treatment”. Philip Shapira, professor of the University of Manchester and Georgia Institute of Technology, Jan Youtie, director of Policy Research Services at the Enterprise Innovation Institute at Georgia Institute of Technology, and Sanjay Arora, doctoral student at the School of Public Policy at Georgia Institute of Technology, describe “Early Patterns of Commercial Activity in Graphene”. Ozcan Saritas, research professor at HSE, describes the Systemic Foresight methodology. The third section introduces the reader some of the large-scale international and national Foresight projects and experience of Foresight integration into policy making. Director of the HSE Foresight Centre, Alexander Sokolov, describes the evolution of Foresight in Russia and major Foresight projects in the field of science, technology and innovation. Kerstin Cuhls, Foresight project leader in Fraunhofer Institute for Systems and Innovation Research, describes the development of Foresight in Germany, tries to trace some of the effects of these Foresight processes and proposes to think over why it is so difficult to really have an impact on policy making. Jennifer Cassingena Harper from Malta Council for Science and Technology demonstrates increasing of the effectiveness of European Union STI policy while it is built on strategic Foresight activity (Implementing Foresight study results in policy action and measures: EU experience). The fourth section includes three articles. Luke Georghiou, vice president of the University of Manchester and director of Policy Research Programme in Manchester Business School, emphasizes the importance of forecasting global challenges for STI policy (Challenges for Science and Innovation Policy). Dirk Meissner, Vitaly Roud and OECD senior economist Mario Cervantes sharpen the question about goals of innovation policy and practice of public innovation support funding (Innovation Policy or Policy for Innovation? In Search of the Optimal Solution for a Policy Approach and Organisation). Leonid Gokhberg and Dirk Meissner propose a view on Foresight methodology as a reliable tool for comprehensive assessment and interpretation of indicators of science, technology and innovation. The book concludes with the editorial article “Targeting STI Policy Interventions — Future Challenges for Foresight”, which describes the strong interconnection of Foresight and STI policy and states the question about more and more increasing role of Foresight in the STI policy arena. The book “Science, Technology and Innovation Policy for the Future. Potentials and Limits of Foresight Studies” is a valuable resource for policy makers, researchers, analysts and Foresight practitioners. It gives real checklists and guidelines for making more value of Foresight studies and leveraging the potential impact of STI policies.

Quantitative and qualitative approaches in Future-oriented Technology Analysis (FTA): From combination to integration?

Article

Full-text available

Mar 2013
TECHNOL FORECAST SOC

The FTA community relies on a set of disciplines and methods, which try to better understand and shape the future from different methodological perspectives. Whilst the community has grown since the first edition of the International Seville Conference on Future-oriented Technology Analysis (FTA), there is still little dialogue and exchange between those applying quantitative and those applying qualitative methods.The FTA events have, since the beginning, provided an avenue to debate methodological aspects and this paper summarises and furthers the discussion developed during the 2011 edition, building on the debates at the conference and between members of the conference Scientific Committee, to which the authors of this paper belong. In particular this paper describes the methodological state of the field through a tripartite taxonomy of increasing levels of qualitative and quantitative integration. It shows how significant progress has been made for simpler forms of combinations but not for more sophisticated (and perhaps more promising) ones. Following that, it suggests that an epistemological divide, common to the social sciences as a whole, combined with cultural differences and misconceptions within the FTA community are amongst the factors undermining further methodological integration. The paper concludes by suggesting some steps, combining research and practice, to overcome such barriers.

Orienting European innovation systems towards grand challenges and the roles that FTA can play

Article

Full-text available

Apr 2012

A strong research and innovation policy discourse has emerged in recent years around the need to address 'grand challenges', particularly at EU level. This paper highlights the contributions that future-oriented technology analysis (FTA) might make to orienting innovation processes towards grand challenges. It takes a 'systems of innovation' approach and focuses on the structural and functional aspects of such systems to consider the relevant roles of FTA. In this context, FTA can generate 'informing', 'structuring' and 'capacity-building' benefits while enabling a shift in innovation foci towards grand challenges. However, FTA could be better exploited to deliver its structuring and capacity-building benefits, which are hardly recognised in the EU's existing innovation policy instruments, in order to effectively reorient the EU's innovation systems towards grand challenges. Copyright The Author 2012. Published by Oxford University Press. All rights reserved. For Permissions, please email: journals.permissions@oup.com, Oxford University Press.

Human Health Biotechnologies to 2015

Article

Full-text available

Dec 2009

This article provides an overview of the current use of biotechnology to produce human health products and short-term estimates of the number and types of these products that are likely to reach the market by 2015. Relevant health products include biopharmaceuticals, experimental therapies (e.g. cell/tissue engineering and gene therapy), small molecule therapeutics, diagnostics, bioinformatics (including DNA sequencing and pharmacogenetics), functional food and nutraceuticals, and medical devices. The analysis of current use is based on regulatory approval data and the current literature and includes a comparison of the additional therapeutic value of biopharmaceuticals compared to small molecule pharmaceuticals. The short-term estimates of the number and types of products that are likely to reach the market by 2015 are based, where possible, on an analysis of quantitative data on clinical trials. For several other products, including functional foods and nutraceuticals, it is not possible to make short-term estimates due to a lack of reliable data. While the biopharmaceutical share of all pharmaceuticals reaching the market is expected to remain very close to historical levels, biotechnology is expected to be used in the discovery, development, manufacturing, and/or prescribing of nearly all new drugs by 2015. In addition, the use of biotech based diagnostics (especially genetic testing), bioinformatics, and pharmacogenetics is likely to increase. In some cases, these technologies will be used to improve the safety and efficacy of clinical trials, to personalise prescribing practises, and to reduce adverse drug reactions.

World Energy Outlook 2013. In

Article

OECD/IEA

The United Kingdom Technology Foresight Programme

Chapter

Jan 1996

Luke Georghiou

The increasingly competitive nature of the international economy, and the associated structural changes which have taken place, have led policymakers in industrialised countries towards a renewed emphasis upon innovation as an instrument of industrial policy. During the 1980s this was most apparent in the emergence of national and international schemes to support collaborative research in the so-called “new technologies”: principally IT, telecommunications, new materials and biotechnology. Despite a prevailing non-interventionist stance among governments, these technologies were perceived as being too important to risk being left behind. The complex and fast moving nature of the under-pinning knowledge-base was used to justify both the collaborative dimension (through the need to combine skills and share costs and risks) and governmental support (to compensate for market failure, where private benefits were difficult to appropriate in full).

Competitive intelligence and the management accountability framework. Optimum online

Article

Jan 2008

J.L. Calof

The Bioeconomy to 2030: Designing a Policy Agenda

Article

Apr 2009

Organisation for Economic Cooperation and Development (OECD

The biological sciences are adding value to a host of products and services, producing what some have labelled the "bioeconomy" and offering the potential to make major socio-economic contributions in OECD countries. Using quantitative analyses of data on development pipelines and R&D expenditures from private and public databases, this book estimates biotechnological developments to 2015. Moving to a broader institutional view, it also looks at the roles of R&D funding, human resources, intellectual property, and regulation in the bioeconomy, as well as at possible developments that could influence emerging business models to create scenarios to 2030. These scenarios are included to stimulate reflection on the interplay between policy choices and technological advances in shaping the bioeconomy. Finally, the book explores policy options to support the social, environmental and economic benefits of a bioeconomy.

Marine Biotechnology: Enabling Solutions for Ocean Productivity and Sustainability

Article

Sep 2013

Organisation for Economic Cooperation and Development (OECD

This report considers the potential of marine biotechnology to contribute to economic and social prosperity by making use of recent advances in science and technology. It discusses scientific and technological tools at the centre of a renewed interest in marine biotechnology, contributing to a new bioeconomy sector in many countries, and offering potential new solutions to global challenges. It also examines how these advances are improving our understanding of marine life and facilitating access to, and study of, marine organisms and ecosystems, and it considers the largely untapped potential of these bioresources. This promise is considered alongside the challenges associated with the development of these resources which exist with complex ecosystems and fluidly distributed in a vast, largely shared environment. The report makes the case for a new global framework for the sustainable development of marine biotechnology and identifies some areas that will benefit from focused attention as governments develop policies to support it. In addition to this prospective view, this report identifies some early policy lessons learned by the governments which are leading attempts to benefit from bioresources.

Making Globalization Work

Article

Jan 2007

Joseph E. Stiglitz

Incl. bibl., index.

Прогноз научно-технологического развития России: 2030. Биотехнологии

Abstract

Recommended publications

Прогноз научно-технологического развития России: 2030. Энергоэффективность и энергосбережение

Прогноз научно-технологического развития России: 2030

Прогноз научно-технологического развития России: 2030. Рациональное природопользование

Long-Term Science and Technology Policy Russian Priorities for 2030