Биотехнология: что это такое?

Основными рынками снегообразующих средств биогенного происхождения сегодня по праву считаются Северная Америка и Европа. Однако нужно сказать, что лишь немногие регионы мира располагают специальным оборудованием, позволяющим использовать эти сверхсовременные средства. А жаль… Ведь «сноумакс» можно было бы применять при проведении строительных работ в Арктике, нефтедобыче (сооружение ледяных платформ) и уж, конечно, в пищевой промышленности. В частности, для замораживания продуктов и изготовления мороженого.

Но и этим сфера использования препарата, созданного на основе бактерий, вероятно, не ограничится. По крайней мере, работая над препаратами, аналогичными «сноумаксу», биотехнологи пришли к любопытному выводу: оказалось, что разные штаммы одних и тех же бактерий по-разному проявляют свои уникальные способности. И если одни из них наделены даром формировать центры кристаллизации в системах искусственного образования снега, то другие эффективно защищают растения от заморозков. Естественный «холодильник» в данном случае начинает как бы работать вспять. Чудеса да и только!

И все же самый главный результат применения новых видов снегообразователей сводится к экономии столь дефицитного сегодня серебра. А это, как известно, одна из самых важных проблем, решаемых современной наукой и техникой. «Серебро — дефицит» — такова аксиома наших дней. И поиски его заменителей ведутся в самых разных направлениях НТР.

Взять, к примеру, получение ферментного бессеребряного фотографического материала. В основе этого метода лежит так называемый эффект фотоактивации ферментов, при котором светочувствительность материалов обеспечивается усилением первичного светового сигнала. А в фотографических материалах этот первичный сигнал способен многократно возрастать в стадии проявления. Вот почему проблема создания бессеребряных материалов сводится, по сути дела, к поиску биокатализаторов, способных сохранять активность на протяжении всех этапов традиционной для фотографии технологии.

Разумеется, поиски ведутся в разных направлениях и разными учеными. Мне лично представляется очень интересной система, разработанная на химическом факультете МГУ. В ней светочувствительный и ферментный компоненты разделены, и фермент таким образом активно включается в работу лишь на стадии проявления материала. Этот совершенно новый оригинальный подход к решению проблемы заключается в том, что под воздействием света на матрице образуются химические группы, на которых затем осуществляется ковалентная иммобилизация белка. В результате ферментативной реакции (с образованием на экспонированных участках нерастворимого красителя) и проявляется скрытое изображение.

Предложенный процесс уже использован для получения полутонового черно-белого изображения на бумаге. У этой работы весьма интересные перспективы, и, кто знает, может, недалеко то время, когда при изготовлении светочувствительных составов для кино- и фотопленок перестанут расходовать тонны серебра. По крайней мере, для этого очень многое делается в химических и биотехнологических лабораториях страны.

Так, в Новосибирском институте органической химии СО АН СССР исследованы фотоматериалы с ферментативным усилением скрытого изображения, основанные на фотоиммобилизации на целлюлозных носителях ферментов различных классов. Ведутся такие работы и в Институте биофизики АН СССР. Здесь на основе бактериального вещества (родопсина), выделенного из бактерий, уже сделана фотопленка, получившая название биохромной, обладающая уникальной чувствительностью, отличным временем хранения информации и высокой контрастностью. Срок хранения «биохрома» — несколько лет.

Процесс получения фотопленок с использованием бактериального родопсина, производящегося в виде водной суспензии, экологически чист, а значит, безвреден для человека и окружающей среды.

Производят «биохром» по стандартной технологии на основе распространенных в фотографической промышленности матриц. К тому же современные биохимические методы открывают широчайшую возможность синтезировать на основе бактериального родопсина сотни аналогов с заранее заданными свойствами и спектрами. Более того, уже сделаны нашедшие заслуженное признание у потребителей первые цветные пленки под тем же названием — «биохром». И вот что интересно: пленки оказались весьма перспективными и для голографии.

Таковы первые результаты разработок в данном направлении биотехнологии.

Я не раз и не два знакомил своих читателей на страницах этой книги с получением и использованием биогаза. Однако биоэнергетика отнюдь не ограничивается им одним, но включает в себя и биоэнергетическую технологию второго поколения, само возникновение которой связано с созданием промышленных процессов биофотолиза воды — биологических способов конверсии (превращения) солнечной энергии в топливо.