Биотехнология: что это такое?
Шрифт:
В общем виде я представлял себе, что надо делать. Прежде всего требуется получить ген, кодирующий интерферон. Для этого надо взять клетки человека, выделить из них информационные РНК (иРНК), получить с помощью фермента обратной транскриптазы комплементарные этим иРНК молекулы ДНК (кДНК), соединить кДНК с молекулами ДНК-векторов и ввести полученные рекомбинантные ДНК в бактериальные клетки. Далее, те бактериальные клетки, в которые проникли рекомбинантные ДНК, можно поместить на твердую питательную среду. Клетки начнут размножаться, каждая даст потомство, и в том месте, куда она попала вначале, вырастет нечто, очень напоминающее шляпку гриба масленка. Одна шляпка состоит из миллионов совершенно одинаковых бактерий — потомков исходной прапрапра-родительницы. Это потомство называют клоном, саму операцию такого размножения клеток — клонированием,
Одним словом, работа предстояла гигантская, и в первую очередь необходимо было найти подходящие бактерии и проанализировать невероятно большое количество бактериальных КЛОЕОВ. Делается это с помощью метода гибридизации клонов со специально синтезированными олигонуклеотидами, комплементарными иРНК интерферона. Затем из бактерий, выбранных для гибридизации, извлекают рекомбинантные плазмиды и расщепляют их с помощью специальных ферментов — эндонуклеаз рестрикции.
Именно так были получены штаммы, содержащие гены интерферона, потом эти гены извлекли, а их последовательность проанализировали. И только один из всех отобранных генов был использован при создании штамма-продуцента.
Но чтобы такой ген начал функционировать в бактерии, как до того он работал в организме, его нужно было перестроить in vitro, потому что бактерии не умеют превращать белок-предшественник, который кодирует ген, в зрелый белок. Вот почему и понадобилось «обучить» ген кодированию полноценного белка, минуя промежуточную стадию.
Так был создан у нас в стране генноинженерный интерферон, заменивший собой препарат, изготовляемый прежде только из донорской крови. Он дешев, надежен и общедоступен — и по цене, и по наличию в аптеках. Это тоже одно из достоинств нового препарата, само появление которого в клинической практике стало своеобразным памятником столь рано ушедшему из жизни Ю. А. Овчинникову, считавшему, что возможности биотехнологии безграничны. «Нам надо держать высокие темпы, — не раз повторял ученый, — ибо здесь легко отстать».
Та же мысль красной нитью проходит через все статьи и публичные выступления другого выдающегося советского ученого, иммунолога с мировым именем Р. В. Петрова, сочетающего в себе талант исследователя с даром организатора. Сейчас иммунология, говорит он, раздвинула свои границы. И, значит, без лидера не обойтись. Надо уметь концентрировать силы и разумно использовать их для достижения цели. А в качестве примера такой высокоэффективной работы ученый называет советские исследования в области медиаторных молекул. «Мы, — говорит академик, — в Советском Союзе к этой работе подключились с задержкой и тем не менее, сконцентрировав силы, сумели впервые в мире обнаружить и исследовать пептидные медиаторы костного мозга — миелопептиды. Более того, удалось создать на их основе лечебный препарат миелопид... По инерции у нас нередко называют приоритетным такое направление, где мы отстали и надо срочно догонять. Но, ставя перед собой задачу только бы догнать, так и будешь плестись сзади. Приоритетные направления там, где мы вышли вперед или имеем шансы вот-вот сделать это. Вспомним хотя бы исследования раковых антигенов, начатые академиком Зильбером и продолженные профессорами Абелевым и Татариновым.
Другой, более близкий мне пример — искусственные антигены, синтетические вакцины. Не все участки природного антигена равноценны, лишь некоторые из них активны, они и определяют иммунный ответ. Чтобы организм отреагировал на возбудителя той или иной инфекции, достаточно одного-двух пептидов. А современные вакцины — это смесь, где есть и нужное, но еще больше ненужного. И вот, оказывается, можно с тем же и даже с большим успехом вводить заранее изолированное действующее начало. Или даже синтезированное. Мы сделали и следующий шаг, присоединив активный участок к полимеру, превратив его тем самым в работающую молекулу. Так удалось превратить слабые антигены в сильные, приучить к выработке антител те организмы, которые генетически к этому не способны».
«Новое — каждый день» — не такой ли
Кадры и экономическое стимулирование — вот в чем остро нуждается современная биотехнология, в том числе и советская.
На тему дня
Итак, перед вами последняя часть книги о биотехнологии, о ее целях и возможностях, проблемах и неудачах. К одним из них мы едва прикоснулись, на других остановились подробнее, о третьих — лишь упомянули. Да и не могло быть по-другому: уж очень она — биотехнология — всеобъемлюща, чтобы втиснуться в прокрустово ложе одной книги. И все же надеюсь, что с основными аспектами этого бурно развивающегося приоритетного направления научно-технического прогресса мне удалось вас познакомить. Хотя, честно признаюсь, сделать это было нелегко: многоплановы, многолики ее проявления. За что ни возьмись — ко всему она причастна, во все проникла и всюду дала ростки новому. И вот что интересно — появившись как самостоятельное научное направление совсем недавно, сразу поразив изумленное человечество сногсшибательными трансформациями, на которые она большая мастерица, биотехнология в считанные годы из Золушки, казалось бы, по воле случая попавшей на королевский бал, вдруг стала наследной принцессой, диктующей всем и вся свои порядки, устанавливая везде и всюду свои законы, решительно изменяя самое природу многих веществ и организма.
История ее становления умещается в прямом смысле слова на двух отпечатанных на машинке страницах. Но дела и открытия, стоящие за каждой из вех, разработанных на этом недолгом пути, поистине велики. Здесь все сжато, спрессованно, все ждет своего часа, готовое в любую минуту поразить и первооткрывателей, и человечество в целом. Судите сами — в 1973 году впервые осуществляется клонирование гена. Через год (!) — его экспрессия, и в тот же самый год клоны различных организмов переносятся в бактерии, которые послушно нарабатывают, производят вещества, никогда прежде не свойственные их жизнедеятельности.
А внутренняя пружина развития новой науки и рождающегося одновременно с ней самого молодого научно-технического направления все сжимается и сжимается, дабы, внезапно распрямившись, «разбросать» в разные стороны ростки нового, невиданного, от которого мгновенно идет крепкая жизнеспособная поросль еще более поразительных явлений и открытий.
Вчитайтесь в ее «биографию». Она тоже сжата, спрессована, как пружина: новая наука еще так юна, что возраст, в котором она пребывает, иначе как младенчеством не назовешь. Но она уже вселяет в умы и сердца людей чувства тревоги, удивления, радости и страха одновременно. То, что ей подвластно — невиданно; она способна изменить самое жизнь, решительно сметая при этом межвидовые барьеры и глубочайшие пропасти, которые прежде не рисковала перепрыгивать с ходу в своем развитии сама Эволюция.
Ученые потрясены открывшимися перспективами. Они собираются на Асиломарскую конференцию, дабы определить основные направления исследований в области ДНК и создать компетентный орган, способный координировать работы, ведущиеся в этом направлении. Казалось бы, сделано все, дабы «дитя» не вырвалось из-под контроля строгих нянь, мамок и воспитателей. Но в стенах лабораторий уже творятся новые волшебства. И потрясенный мир узнает о создании первой гибридомы. Происходит это в 1975 году. А далее, как из решета, на пораженное человечество сыплются событие за событием. Хроника их потрясает и сегодня, спустя почти 15 лет. Вот она.