Биотехнология: что это такое?

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 прапрапрародительницы. Это потомство называют клоном, саму операцию такого размножения клеток — клонированием, а сумма всех клонов, в которую входят почти все кДНК, соответствующие множеству разных иРНК, синтезируемых клеткой, носит название библиотеки кДНК. В каждом клоне представлен только один тип кДНК. И вот в этой библиотеке нужно будет найти именно те клоны, где содержится запись об интерфероне. Их должно быть очень мало, так как среди множества информационных РНК в клетке на долю иРНК интерферонов приходится, наверное, десятые, а то и сотые доли процента».

Одним словом, работа предстояла гигантская, и в первую очередь необходимо было найти подходящие бактерии и проанализировать невероятно большое количество бактериальных клонов. 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».