Вам жить в XXI веке

Проникновение во внутренние тайны живой клетки и расшифровка генетического кода в 50-х годах нашего столетия привели к стремительному развитию всех разделов физико-химической биологии, породили своеобразный биологический ренессанс. И уже сегодня в научных лабораториях сделаны такие открытия, которые в недалеком будущем могут привести к созданию новой обширной области промышленного производства — биотехнологии.

Я изучаю живой организм — значит, я биолог. Но главные процессы в организме основаны на физико-химических превращениях. Нет ни одного факта, который противоречил бы этому утверждению. Новая информация, поступающая в мозг, закрепляется благодаря синтезу химических соединений. Наследственная информация, которая передается от родителей к детям, записана химическим языком. Именно последовательностью нуклеотидов в генах (в блоках молекулы ДНК) и аминокислот в белках определяется строение и работа клеток, тканей, органов. Не зная молекулярных физико-химических основ, наука не может ответить на большинство вопросов, возникающих в процессе познания жизни.

В конце концов именно объединение специалистов, работающих в разных областях естествознания, и, как следствие, мощный поток открытий в области молекулярных, физико-химических основ жизнедеятельности привел к новому качественному скачку — рождению генетической инженерии. Манипулируя молекулами, как инженер деталями машин, современный биолог по заранее намеченному плану вводит новые гены в существующий наследственный аппарат, конструируя небывалые прежде живые системы.

Учась оперировать геном, человек обретает возможность направленно вмешиваться в течение внутриклеточных процессов, в механизмы их регуляции, исправлять дефекты, определяющие развитие патологии, усиливать бастионы самозащиты организма и, наконец, создавать организмы, необходимые сельскому хозяйству и медицине. Так становятся не только вполне реальными, но и вдохновляющими возможности практического применения фундаментальных биологических исследований. Так фундаментальная наука приближает еще одну индустриальную революцию, на сей раз связанную с биологией вообще и с биотехнологией в частности.

* * *

Человек исстари пользовался биологическими механизмами для своих нужд. Варил сыр, пек хлеб. Успехи физико-химической биологии наполнили понятие биотехнологии принципиально новым содержанием.

Современная биотехнология — комплексная, многопрофильная область научно-технического прогресса. Она включает в себя разнообразный микробиологический синтез, генетическую, в последние годы и клеточную инженерию, инженерную энзимологию — использование знаний условий и последовательности действия белковых ферментов в организме растений, животных и человека, в промышленных реакторах. Именно эти новые направления биотехнологии призваны способствовать решению насущных проблем медицины, сельского хозяйства, энергетики, наконец, охраны и рационального использования природных ресурсов.

Микроорганизмы, прежде всего бактерии и дрожжи, — наиболее мощные биологические агенты, которые может использовать человек в своих интересах. Они растут с большими скоростями, огромными темпами увеличивают биомассу, способны жить в экстремальных условиях (скажем, при температуре кипящей воды и выше) и утилизировать самые разнообразные вещества и материалы вплоть до металлов, многих пластмасс, целлюлозы, нефти и угля.

Микробиологическое производство требует сравнительно простых технологических решений и при широких масштабах в большинстве случаев оказывается рентабельным. Ныне таким путем получают кормовой белок и белково-витаминные концентраты для нужд сельского хозяйства во многих странах, причем научные основы такого производства в свое время были разработаны в Советском Союзе. Используя в качество сырья углеводороды нефти, спирт, природный газ, отходы сахарного производства, наша страна располагает самой мощной микробиологической промышленностью в мире и продолжает развивать ее высокими темпами.

Другие направления биотехнологии связаны с развитием генетической, а также клеточной инженерии, выросших на фундаменте знаний структуры и функций нуклеиновых кислот и белков и зависящих от дальнейшего роста этого «блока знаний».

* * *