1. Допастеровская эра (до 1865 г.).

Биотехнология возникла в древности (примерно 6000-5000 лет до н.э.), когда люди научились, используя процесс брожения, выпекать хлеб, варить пиво, готовить сыр и вино. При этом наши предки действовали скорее интуитивно, ничего не зная о причинах брожения и о том, как оно осуществляется. Однако опыт получения ферментированных продуктов передавался человеком из поколения в поколение на протяжении тысячелетий. Только в XIX веке французский ученый Луи Пастер установил, что микроорганизмы играют ключевую роль в процессах брожения, и показал, что в образовании отдельных продуктов участвуют разные их виды, которые отличаются не только морфологически, но и особенностями обмена веществ. Таким образом, Луи Пастер заложил основы сознательного управления технологическими процессами, в которых микроорганизмы играют ведущую роль. Он по праву считается одним из отцов современной биотехнологии.

2. Послепастеровская эра (1866 – 1940 гг.).

Исследования Л. Пастера послужили основой развития в к. XIX – н. XX вв. бродильного производства органических растворителей (этанола, бутанола, ацетона и др.) и других химических веществ, при синтезе которых использовались разные виды микроорганизмов. Во всех этих процессах микробы в анаэробной (бескислородной) среде осуществляют превращение углеводов растений в ценные продукты. В этот период было освоено производство кормовых дрожжей с участием микроорганизмов, где в качестве субстрата использовали углеводороды. Также была разработана аэробная очистка канализационных вод. Были изучены теоретические основы специфики микробиологических процессов при выработке, хранении и созревании молочных продуктов. Создано промышленное производство лимонной кислоты (после того, как советские ученые доказали, что в процессе жизнедеятельности грибов происходит образование органических кислот). В 1919 г. в печати впервые появилось слово «биотехнология», введенное венгерским инженером Карлом Эреки при описании процесса крупномасштабного выращивания свиней с использованием в качестве корма сахарной свеклы. В 1928 г. А. Флеминг открыл пенициллин как антибиотик. Большой вклад в биотехнологические разработки внесли советские исследователи: В.Н. Шапошников, В.С. Буткевич, С.П. Костычев и др.

3. Эра антибиотиков (1941-1960 гг.).

Открытие А. Флемингом, Х. Флори и Э. Чейном химиотерапевтической активности пенициллина стало важным этапом в развитии биотехнологии хозяйственно ценных веществ. Началась интенсивная работа по поиску активных продуцентов антибиотиков, получению мутантов с измененным наследственным материалом, обладающих способностью к сверхсинтезу, а также разработка методов культивирования грибов, создания технологических схем крупномасштабного производства.

Кроме того, существенную роль в эти годы сыграло использование клеток животных и растений. Например, культуры клеток человека при выращивании ряда вирусов для производства вакцин; при производстве высокоспецифических белков (антител и интерферонов); в исследованиях рака и в противовирусной химиотерапии. В 1943 г. С.Э. Лурия и М. Дельбрук определили наличие мутаций среди бактерий. Этот год является годом становления генетики бактерий, а впоследствии – развития генной инженерии. В этот период в СССР активно работают научные школы академиков Н.П. Дубинина, С.И. Алиханяна, И.А. Раппопорта, и др., исследующие вопросы генетики популяций, эволюционной, радиационной генетики, генетические основы селекции, различные аспекты химического мутагенеза. В 1953 г. Сенгер установил полную структуру белка инсулина, а Дж.Уотсон и Ф.Крик установили модель двойной спирали молекулы ДНК, был расшифрован механизм действия генетического аппарата. В 1957 г. А.Айсакс и И.Линдеман открыли интерферон. Широко используется культура растительной ткани: получение культуры из отдельных растительных клеток, обработка каллюса растительными гормонами. В 1958 г. молекула ДНК была впервые синтезирована в лаборатории. Эти открытия заложили фундамент молекулярной биологии и генной инженерии.