In het begin van de jaren 50 werd ontdekt dat desoxyribonucleïnezuur (DNA) de drager van de erfelijkheid is. Kort hierna bouwden James Watson en Francis Crick voor het eerst de de dubbele helixstructuur van het DNA. De ontdekking van de structuur van DNA maakte het mogelijk om genetische kenmerken direct aan te passen.
Technieken voor het inbrengen van vreemde genen in bacteriën werden voor het eerst ontwikkeld in de jaren 70. Dit gebeurde door diverse laboratoria van verschillende universiteiten, waaronder de University of California te San Francisco, de Stanford University, en de Harvard University. Deze ontwikkelingen plaveiden de weg voor de toekomstige briotechnologische revolutie.
Insuline is het eerste product van de moderne biotechnologie. Insuline is een eiwithormoon dat geproduceerd wordt in de pancreas. Het lichaam gebruikt insuline om de concentratie bloedsuiker (glucose) te reguleren. Diabetes patiënten produceren zelf onvoldoende insuline Zij moeten een beroep doen op een externe insuline bron om hun bloedsuikerspiegel goed te reguleren.
In de jaren 20 werd insuline voor humane toepassing in eerste instantie gezuiverd uit de pancreas van koeien en varkens. Deze dierlijke bron van insuline bleek effectief te zijn in de behandeling van diabetes, en was snel beschikbaar voor patiënten. Omdat het dierlijke insuline niet volkomen identiek was aan het humane insuline was er ongerustheid over de effecten bij langdurig gebruik. Daarnaast nam het aantal diabetespatiënten toe en rees de vraag of er op deze wijze voldoende insuline geproduceerd kon worden. Een kleine groep biochemici en moleculaire biologen wilden de nieuwe technieken van “genetic engineering” toepassen in de menselijke geneeskunde. Insuline bleek de ideale target.
In 1978 werd er een synthetische versie van het humaan insulinegen gemaakt. Dit gen werd in het laboratorium van Herbert Boyer aan de University of California te San Francisco ingebracht in de bacterie Escherichia coli (E. Coli). Insuline is een eiwit. Een eiwit is samengesteld uit bouwstenen: de aminozuren. De volgorde van de aminozuren in een eiwit is niet willekeurig; deze is uniek voor een specifieke eiwit. Als de aminozuursequentie van een eiwit bekend is, kan de overeenkomstige DNA sequentie geïsoleerd worden (of in dit geval chemisch gesynthetiseerd worden). Deze DNA sequentie kan ingebracht worden in bacteriën die uiteindelijk het menselijk eiwit produceren. Om dit te doen, wordt een fragment van het vreemde DNA ingebracht in een plasmide, een kleine DNA cirkel, die dient als drager. Het nieuwe “recombinant” plasmide dat het humane gen bevat wordt vervolgens ingebracht in een bacterie. Eenmaal ingebracht in de cel, kan het menselijke gen op het plasmide afgelezen worden door het eiwitproducerende systeem van de cel. In die tijd was de methode die Boyer en zijn team gebruikten om een gen te synthetiseren, onbekend. Vandaag is deze techniek beter bekend en andere methoden om menselijk DNA direct of indirect te isoleren worden meer systematisch toegepast.
Recombinant humaan insuline werd in oktober 1982 ontwikkeld door het bedrijf dat door Boyer opgestart werd: Genentech. Recombinant humaan insuline is het eerste product van de moderne biotechnologie.
Sinds dit eerste succes, heeft de toepassing van de biotechnologie in de menselijke geneeskunde een fenomenale vlucht genomen.
