Biotechnology. Volume 1, medicine : changing life through science

Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xi Timeline . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .xv Words to Know . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .xxv VOLUME 1: MEDICINE Antibiotics, Biosynthesized . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 Anti-Rejection Drugs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 Arthritis Drugs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 Aspirin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 Biochip . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 Bioethics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 Bioinformatics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 Blood Transfusions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 Blood-Clotting Factors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 Bone Marrow Transplant . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 Bone Substitutes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 Botox . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 Cancer Drugs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 Chemotherapy Drugs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 Cloning, Human. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 Collagen Replacement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 Corticosteroids . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74 C-Reactive Protein . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79 Cryonics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83 Cystic Fibrosis Drugs. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87 Designer Genes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92 Dialysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96 DNA Fingerprinting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100 DNA Sequencing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106 DNA Vaccines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111 Enzyme Replacement Therapy. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116 Biotechnology: Changing Life Through Science v Forensic DNA Testing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121 Frozen Egg Technology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125 GenBank. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129 Gene Banks. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134 Gene Therapy. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139 Genetic Testing, Medical . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144 Genetic Discrimination . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148 Genetically Modified Foods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152 Genomics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157 Germline Gene Therapy. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161 HapMap Project . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164 Heart Disease Drugs. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168 HIV/AIDS Drugs. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172 Human Genome Project. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176 Human Growth Hormone . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180 Insulin, Recombinant Human . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185 In-Vitro Fertilization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180 Metabolic Engineering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195 Multiple Sclerosis Drugs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 200 Nuclear Transfer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205 Organ Transplants . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 209 Painkillers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214 Paternity Testing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219 Penicillins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223 Pharmacogenetics. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227 Protein Therapies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 232 Skin Substitutes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 236 Somatic Cell Therapy. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241 Stem Cell Lines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 247 Stem Cells, Adult . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252 Stem Cells, Embryonic. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 257 Synthetic Biology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 262 Therapeutic Cloning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 267 Tissue Banks. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 271 Tissue Engineering. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 276 Vaccines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281 Xenotransplantation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 285 VOLUME 2: AGRICULTURE Agriculture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 291 Alfalfa, Genetically Engineered . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 298 Animal Cloning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 302 Apiculture (Beekeeping) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 308 Aquaculture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 313 Beer-Making . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 318 Biofuels, Liquid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 323 vi Biotechnology: Changing Life Through Science CONTENTS Biofuels, Solid. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 328 Biological Crop Rotation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 333 Biological Pest Control. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 337 Biopreservation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 342 Biotech in the Dairy Industry . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 346 Bovine Growth Hormone. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 350 Bread-Making . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 354 Breeding, Selective . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 359 Bt Insect-Resistant Crops . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 363 Bt Sprays. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 367 Cheese-Making. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 372 Compost/Organic Fertilizers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 377 Corn, Genetically Engineered . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 382 Cotton, Genetically Engineered . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 388 Disease-Resistant Crops . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 393 Drought-Resistant Crops . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 397 Dyes, Plant-Based . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 402 Fat Substitutes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 406 Food Bioprocessing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 410 Food Preservation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 414 Frost-Resistant Crops. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 420 Genetic Pollution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 424 Genetic Engineering. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 430 Genetically Engineered Animals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 435 Genetically Modified Organisms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 439 Herbicide-Tolerant Plants . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 444 Hybrid Plants . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 449 Hydroponics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 454 Plant Grafting. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 459 Pseudoscience and Biotechnology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 464 Recombinant DNA Technology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 468 Rice, Genetically Engineered . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 473 Salinity-Resistant Plants . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 478 Sentinel Plants . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 483 Soap-Making. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 487 Soil-Modifying Bacteria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 492 Soybeans, Genetically Engineered . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 496 Sugar Substitutes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 501 Terminator Technology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 506 Tomato, Genetically Engineered . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 510 Transgenic Animals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 515 Transgenic Plants . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 520 Vegetable Oils . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 525 Wheat, Genetically Engineered . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 530 Wine-Making . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 534 Yogurt-Making . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 538 Biotechnology: Changing Life Through Science vii CONTENTS VOLUME 3: INDUSTRY Amino Acids, Commercial Use . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 543 Animal Research and Testing. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 547 Antimicrobial Soaps . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 552 Biodegradable Packaging and Products . . . . . . . . . . . . . . . . . . 556 Biodetectors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 562 Bioglass. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 567 Bioleaching . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 571 Biological Weapons . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 575 Biomagnetism . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 580 Biometrics. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 585 Biomimetic Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 590 Bioplastics. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 595 Bioreactor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 599 Bioremediation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 604 Biorobotics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 609 Biorubber . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 613 Biosafety Level Laboratories. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 617 Cornstarch Packing Materials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 622 Cosmetics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 627 DNA Computing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 632 E. coli . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 637 Electrophoresis. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 641 Enzymes, Industrial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 645 Ethanol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 650 Explosives, Bioremediation of . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 656 Extraterrestrial Biotechnology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 661 Fermentation, Industrial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 666 Fingerprint Technology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 670 Fuel Cell Technology. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 675 Government Regulations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 680 Green Chemistry . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 685 High-Fructose Corn Syrup. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 690 Laundry Detergents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 694 Molecular Farming. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 698 Mussel Adhesive Protein . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 703 Nanotechnology, Molecular . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 707 Nutraceuticals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 711 Oil-Seed Crops . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 717 Organic Acids, Commercial Use . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 721 Patents in Biotechnology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 725 Plant-Made Pharmaceuticals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 730 Polymerase Chain Reaction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 735 Retina and Iris Scans . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 740 Security-Related Biotechnology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 744 Silk-Making . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 749 viii Biotechnology: Changing Life Through Science CONTENTS Smart Materials and Sensors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 753 Solid Waste Treatment. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 757 Waste Gas Treatment. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 762 Wastewater Treatment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 767 Yeast Artificial Chromosome . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 771 Where To Learn More . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . lv Index . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . lix Biotechnology: