История инженерной деятельности
Шрифт:
Сейчас расшифрован геном вируса СПИДа длиной около десяти тысяч нуклеотидов, почти прочитан геном кишечной палочки в 4,5 млн. букв. Геном же человека составляет 3,5 млрд. букв. Он практически расшифрован на 95–98 процентов. Идет дальнейшая плодотворная работа в биологических лабораториях передовых стран мира. Гюго знакомит нас с новой биологией, биологией ХХI века, даст возможность получить массу важной информации.
Биотехнологии занимают все больше место в системе экономики многих развитых стран мира. Биотехнологическим способом, как уже отмечалось, производят генно-инженерные белки (интерфероны, инсулин, вакцины против гепатита и т.п.), ферменты для фармацевтической промышленности, диагностические средства для клинических исследований (тест-системы на наркотики, лекарства, гормоны и т.п.), витамины, биоразлагаемые пластмассы, антибиотики, биосовместимые материалы. Ферментные препараты находят широкое применение в производстве пива, спирта, стиральных порошков, в текстильной и кожевенной промышленности.
Ожидаемый биотехнологический взрыв неизбежен и он будет соизмерим с информационным. Многие слышали о том, что уже сегодня пытаются сделать компьютеры на «генах». На полном серьезе идет речь о «встраивании» компьютерных наносхем в человеческий организм. Недалек тот час, когда эти два направления сольются и кардинально повлияют на дальнейшее развитие цивилизации.
В современной биологии и биотехнологии превосходство принадлежит США. В области фундаментальных биологических исследований достижения американской науки составляют около 80 % общемировых. В промышленной биотехнологии они также сохраняют лидерство, однако не в таком впечатляющем соотношении. В бывшем СССР, несмотря на недооценку биологии и долгие годы упорной борьбы государства с генетикой, к концу 80-х годов все же был создан значительный научный и технологический потенциал. Но перемены, связанные с распадом СССР, к середине 90-х годов привели к тому, что микробные и ферментные производства, в связи с потеряли конкурентноспособность, стали нерентабельны и практически свернуты. Значительная часть научных разработок так и не воплотилась в производство, произошел значительный отток научных кадров за рубеж. Все идет к тому, что отечественные научные биотехнологические разработки будут использоваться исключительно за рубежом из-за крайне низкого технологического уровня оставшихся в СНГ предприятий.
По мнению председателя президиума пущинского научного центра РАН академика А. С. Спирина, непонимание роли биологической науки в развитии общества грозит нам не только экономическим отставанием (это целиком относится и к Украине), но и потерей государственной безопасности, мы становимся беззащитны перед биотерроризмом. По этому поводу он сказал: «Что такое биологическое оружие сегодня?». Это – уже не просто сибирская язва, холера, чума, это – созданные человеком генетически измененные микроорганизмы и вирусы, против которых бессильны любые антибиотики; трансгенные растения и животные, в которых встроены гены веществ, вредных и даже смертельно опасных для человеческого организма, например, вирус достаточно безобидного герпеса со встроенным геном какого-либо ядовитого вещества. И наконец, третий самый современный вид биологического оружия – гены, несущие информацию о патогенных белках, способных встраиваться в клетки человеческого организма.
Биологическое оружие – это направленное невидимое оружие массового поражения. Причем противник тоже невидим – нападающая сторона остается инкогнито. Для его производства не нужны большие капиталовложения – достаточно производить его в малых масштабах. Нужна одна хорошая молекулярно-биологическая лаборатория. Сейчас нас спасает невежество террористов, но перспектива такого оружия страшна. Бороться с ним смогут только высококлассные молекулярные биологи. «Биотерроризм
В бывшем СССР активно функционировал ГНТК «Биотехнология», у истоков которого стояли уже ушедшие из жизни академики А. А. Баев, Ю. А. Овчинников, Г. К. Скрябин. С распадом СССР был ликвидирован и этот орган, регулирующий деятельность всей биотехнологической индустрии. С приватизацией предприятий научные организации (институты), лаборатории потеряли связь с производством, «оторвались» от производства. Недопонимание роли науки тормозит развитие биотехнологии. Погоня за прибылями тормозит развитие фундаментальной науки. Нужна хорошо организованная государственная структура биотехнологии, нужно защитить и поддержать биологическую науку, финансировать ее на достаточном уровне, выработать законодательство которое сделало бы инвестиции в биотехнологическую промышленность выгодным предприятием. К слову, нормальное финансирование образования должно составлять 6–8 % от ВВП и науки 2–3 %. Ныне же они имеют соответственно 1 % и 0,2 %. Без решения этих, казалось бы явных задач, мы обречены на отставание.
Несмотря на известные экономические трудности, практически «развалившие» отечественную науку, по признанию ученых в нашем резерве еще имеются биотехнологические разработки мирового уровня.
Речь идет прежде всего о трансгенных растениях, в собственно генетический материал которых «встроены» чужеродные гены. В принципе, гены могут быть любыми, но обычно они делают растения абсолютно устойчивыми к вредителям, болезням или гербицидам. Несколько лет назад канадские молекулярные биологи передали винограду ген морозоустойчивости дикорастущего родственника капусты брокколи. В результате и в Канаде впервые появились виноградники. Правда, выращивают их на самом юге страны, в нескольких километрах от Ниагарского водопада. Но и здесь бывают зимы с морозами ниже минус 25°. Получение трансгенной морозостойкой лозы заняло всего год. Обычно выведение нового сорта винограда занимает от 25 до 34 лет, да и переносить гены от других растений, не относящихся к виноградному роду, традиционные методы не позволяют.
Многие ученые уверены, что трансгенные растения здоровью не вредят, но некоторые опасаются, что изменение в геноме растений в будущем могут поменять генетическую программу животных и человека, т.е. точка зрения все же существует, что последствия такого вмешательства непредсказуемы. Этот факт и послужил поводом к запрещению импорта продуктов, содержащих компоненты трансгенных растений. Сложилось довольно парадоксальная ситуация. Во Франции фермеры уничтожают завезенные из США семена трансгенной кукурузы. Между тем в США, где широкая общественность к генной индустрии настроена одобрительно, до 60 % всех продуктов, включая и детское питание, содержат хотя бы один компонент, полученный из трансгенных животных или растений.
Необходимо остановится на ряде фактов, дать некоторый анализ состояния и развития трансгенных растений, биотехнологии. В США и Канаде, примерно, на четверти всех площадей, отведенных под картофель, используется посадочный материал, сконструированный методами генной инженерии. В этих странах до 30 % кукурузы высевается семенами, созданными путем введения в них очень удачного набора генов. При таких масштабах потребовались не лабораторные, а широкие и всесторонние полевые испытания. Вместе с тем было создано уникальное крупное семеноводческое производство. Таким образом на основе достижений генной инженерии уже крупносерийно выпускаются семена для аграрного производства. В этом есть и некий символический смысл: генная инженерия как бы закладывает семена будущего не только для растениеводства, но и для животноводства, более того – для микробиологической промышленности и медицины.
Речь идет о создании условий для перехода сельского хозяйства в ХХІ столетии на принципы устойчивого развития, т.е. для получения нужного количества агропродукции при оптимальных затратах природных ресурсов и минимальном загрязнении окружающей среды. Что касается картофеля, достаточно того, что его новые сорта устойчивы к страшному и хорошо известному на всех континентах вредителю имя которому – колорадский жук. Это спасает (без ядохимикатов) третью часть урожая, ранее погибавшего, что особенно важно для нашей страны, где 90 % картофеля выращивается на приусадебных участках. Сегодня здесь нередко безконтрольно применяются для борьбы с жуком очень токсичные препараты.
Необходимо привести несколько фактов, которые как бы мазками рисуют картину событий и успехов генной инженерии.
Немало новых трансгенных (с “вшитыми” новыми генами) сельскохозяйственных культур вырабатывают вещества, токсичные для насекомых – вредителей и возбудителей болезней. Уже одно это спасает 30–50 процентов урожая.
ДНК-технологии резко изменили у ряда культурных растений чувствительность к гербицидам. Это позволяет в несколько раз уменьшить количество гербицидов при борьбе с сорняками и значительно ослабить химическую нагрузку на окружающую среду. Устойчивые к гербицидам хлопчатник, рапс, соя, кукуруза, сахарная свекла уже высеваются в США и Канаде на миллионах гектаров.