Биотехнология: что это такое?
Шрифт:
Жизнь, как говорится, покажет, не будем торопиться с выводами. Тем более что существует по данному поводу еще одно весьма авторитетное мнение. Принадлежит оно Дмитрию Ивановичу Менделееву: «Как химик я убежден в возможности получения питательных веществ из сочетания элементов воды, воздуха и земли помимо обычной культуры, т. е. на особых фабриках и заводах, но надобность в этом еще очень далека от современности, потому что пустой земли еще много... и я полагаю, что при крайней тесноте народонаселения раньше, чем прибегать к искусственному получению питательных веществ на фабриках и заводах, люди сумеют воспользоваться громадной массой морской воды для получения массы питательных
Полностью разделяя эту точку зрения нашего великого химика, добавлю, что именно биомассе, полученной микробиологическим путем, и отдает предпочтение отечественная пищевая промышленность. Ибо только она способна поставлять последней пищевые компоненты, безвредность которых для человеческого организма гарантирована самым строгим ОТК на свете — природой.
А ведь синтезируя, создавая пищу наших дней и ближайшего будущего, мы ориентируемся в первую очередь именно на природные образцы. Эталоном же сбалансированности по аминокислотному составу пищевого продукта учеными всего мира признано грудное женское молоко.
Приблизиться к подобному составу хотя бы по основным компонентам, значит, решить одну из сложнейших проблем создания пищи.
И здесь переоценить роль биотехнологии очень трудно. Ибо только она располагает уникальной возможностью получения необходимой для производства пищевых компонентов биомассы, во-первых, дешево, а во-вторых, в самые сжатые сроки.
Судите сами, чтобы мясной скот вдвое увеличил свой вес, потребуется более 1000 часов откорма, цыпленку «хватит» и 400 (вот, кстати, почему во всех странах мира, кроме нашей, где еще действуют несоответствующие затратам производства цены, мясо птицы намного дешевле говядины), а микроорганизмам (бактериям и дрожжам) для такой же точно «наработки» окажется достаточным немногим более часа. Так что комментарии, как говорится, излишни.
Можно привести еще великое множество примеров, когда биотехнологические методы оказываются самыми выгодными при получении пищевых продуктов. И не только белка.
Взять, к примеру, проблему синтетических подсластителей. В частности, аспартама. Его производство уже налажено в США в широких масштабах, а теперь над той же проблемой работают и отечественные биотехнологи. Аспартам — интенсивный синтетический подсластитель, в 200 раз слаще сахара, и потому его потребление может быть сведено к весьма малым количествам.
Для получения аспартама необходимо иметь две аминокислоты — аспарагиновуюи фенилаланин. Их, в свою очередь, тоже необходимо синтезировать. В общем, проблема достаточно сложна, поскольку в ней переплетены многие аспекты биотехнологии. Вот что по этому поводу сказал в одном из своих интервью член-корреспондент АН СССР В. Г. Дебабов:
«...Итак, сначала — аспарагиновая кислота. На лабораторном уровне биотехнологический способ ее получения уже разработан в академическом Институте биохимии имени А. Н. Баха под руководством члена-корреспондента АН СССР И. В. Березина. Очень эффективный способ: берется колонка с иммобилизованными клетками, сверху подаются исходные вещества — фумаровая кислота и аммиак, а снизу вытекает раствор L-аспарагиновой кислоты, причем работать колонка может очень долго без замены «начинки»...
Далее — фенилаланин. Производить его микробиологическим методом пока никто не умеет. Но у нас и тут есть кое-какой задел. Прежде всего, мы имеем штамм коринебактерии, который вырабатывает фенилаланин.
И здесь нам очень помог еще один академический институт — Институт молекулярной генетики. Дело в том, что генетика, а тем более генная инженерия коринебактерии изучены плохо и, главное, до сих пор в распоряжении ученых не было плазмиды, которую можно было бы нагрузить нужным геном и ввести в клетку коринебактерии. А теперь такая плазмида появилась — этим мы обязаны недавно скончавшемуся Роману Вениаминовичу Хесину-Лурье, замечательному биохимику и молекулярному биологу, работавшему в Институте молекулярной генетики. На время отпуска он обычно отправлялся куда-нибудь в поход и всегда привозил с собой коллекций собранных бактерий. И вот в одной из таких коллекций нашлась плазмида, которая может передаваться коринебактериям. Теперь, имея эту плазмиду, мы можем, с одной стороны, теоретически изучать генетику коринебактерий, что само по себе очень интересно и важно, а с другой - уже генноинженерными методами совершенствовать наш штамм.
Наконец, имея аспарагиновую кислоту и фенилаланин, нужно будет получать из них сам конечный продукт — аспартам... У нас уже есть метод, позволяющий соединять... защищенную аспарагиновую кислоту с метиловым эфиром фенилаланина — после этого достаточно убрать защитную группу, и получится аспартам. Очень красиво выглядит такой синтез. Оба исходных вещества растворимы в воде — вы прямо на лабораторном столе сливаете растворы, добавляете немного фермента, и у вас на глазах выделяется нерастворимый продукт...
Правда, предстоит поработать еще с ферментом, который нужен для этой реакции. Он выпускается отечественной промышленностью, но такой фермент для наших целей недостаточно чист. Мы придумали хороший способ его очистки с помощью аффинной хроматографии, которым пока пользуемся, но для крупномасштабной технологии он неудобен. Поэтому придется пойти по уже привычному для нас генноинженерному пути — клонировать ген, производящий этот фермент, ввести его в ту же самую сенную палочку, и она будет делать такой фермент, какой нам нужен».
Согласитесь, перспективы весьма обнадеживающие.
Как подняться на вершину?
«На руку рудокопа опирается весь мир» — гласит английская пословица.
Пословица старая, а верна и поныне. Правда, с тех пор, как появилась она на свет, и мир несказанно изменился, и рука человека, добывающего руду, обрела поистине сказочную силу. Мощная современная техника служит сегодня горняку, исправно трудится на него в шахтах, рудниках и карьерах практически всех стран мира. В том числе и в СССР — одной из крупнейших горнодобывающих держав.
Добываем мы много, потому что потребности быстрорастущей индустрии, все решительней переходящей на новые, невиданные доселе технологии, поистине беспредельны. Ей требуется много, очень много металла.
Ибо «металлы, — как говорил еще Михаил Васильевич Ломоносов, — подают укрепление и красоту важнейшим вещам, в обществе потребным, ими защищаются от нападения неприятельского, ими утверждаются корабли, и силою их связаны, между бурными вихрями в морской пучине безопасно плавают. Металлы отверзают недро земное к плодородию, металлы служат нам в ловлении земных и морских животных для пропитания нашего... И кратко сказать, ни едино художество, ни едино ремесло простое употребление металла миновать не может».