Биотехнология: что это такое? - Вакула Владимир Леонтьевич

В общем, проблема все еще находится в стадии разработки, а ее решение, по крайней мере в ближайшей перспективе, не просматривается. Это ведь только в сказке дело делается с завидной быстротой. В жизни все обстоит иначе. Достаточно, например, проследить историю создания той же отечественной технологии получения кормового белка на основе жидких очищенных парафинов, чтобы понять, сколь сложен и труден был путь ее становления. Начался он еще до революции. И, как всегда, с того, что среди многих и многих людей, наблюдавших аналогичные явления и не придававших тому никакого значения, нашелся человек, увидевший их по-новому. Этот человек — профессор Московского университета Е. Е. Успенский. Исследуя угольные и водные культуры крапивы и хвощей, содержавшихся в сосудах с парафиновыми (или парафинизированными) стенками, ученый заметил нечто необычное.

Так чему же, собственно, удивился профессор?

Мицелию плесневого грибка и бактериальному налету на стенках сосудов, содержащих культуральную жидкость. «Эврика! — вероятно, воскликнул про себя ученый. — Микробы-то, оказывается, способны утилизировать парафин!» Однако пройдут еще долгих девять лет, пока эстафету Е. Е. Успенского не примет его ученик студент-дипломник Владимир Таусон.

Осенью 1925 года «Журнал Русского ботанического общества» публикует на своих страницах уже защищенную дипломную работу В. Таусона под названием «Усвоение парафина микроорганизмами». По сути дела, это была первая в мире серьезная исследовательская работа на данную тему, убедительно доказавшая, что парафин способен стать единственной углеродной питательной средой для большой группы микроорганизмов. Правда, зарубежные исследователи тоже опубликовали к тому времени сообщения о наблюдаемых случаях окисления микроорганизмами углеводородов. Однако никто из них в отличие от В. Таусона не касался темы аналогичного разрушения микроорганизмами углеводородов в природе. Да и физиологии бактерий, утилизирующих парафины, практически ни в одной из этих работ внимания не уделялось.

Между тем советский исследователь, изучив геологическую деятельность таких микроорганизмов в условиях Памира, Кавказа, Таманского полуострова, устанавливает их выдающуюся роль в образовании горючих ископаемых органического происхождения — каменного угля, горючих сланцев, торфа, нефти, природного таза. Пораженный открывшейся ему истиной, В. Таусон с увлечением рассказывает о познанном не только в серии серьезнейших научных статей, но и в научно-популярных книгах, о содержании которых говорят даже названия: «Великие дела малых существ» и «Наследство микробов». А в 1939 году соратник и супруга В. Таусона, Таисия Алексеевна, старший научный сотрудник Микробиологического института АН СССР на основе огромной работы, проделанной по изучению микроорганизмов, способных использовать в качестве питательной среды парафин, выступает в одном из выпусков журнала «Микробиология» с выводами, значение которых оказалось должным образом, оценено только исследователями наших дней: «...высшие предельные углеводороды, широко распространенные в природе, могут, без сомнения, и в естественных условиях разлагаться дрожжевыми и дрожжеподобными организмами, и роль последних в круговороте углерода тем самым расширяется».

Исследования супругов Таусон и многочисленные работы других советских ученых, продолжавших изучение уникального дара микроорганизмов окислять углеводороды, и стали в дальнейшем основополагающими при разработке проблемы промышленного производства кормовых дрожжей. Но понадобилось время и опять же конкретные люди, изучающие особенности жизнедеятельности микробов, способных окислять углеводороды, чтобы между производством кормовых дрожжей, использующим в качестве субстрата продукты гидролиза растительного сырья, наметилась своеобразная тропа, ведущая к производству этих же микроорганизмов, но на основе жидких парафинов.

Среди ученых, изучавших эту проблему, были А. П. Крючкова и Г. И. Воробьева. Первая работала заместителем заведующего отделом в Московском отделении Научно-исследовательского института гидролизной и сульфитно-спиртовой промышленности (МОНИИГС), вторая была в той же лаборатории старшим научным сотрудником и именно здесь начала исследования новых для нее микроорганизмов — дрожжей. И так уж случилось (как это нередко бывает в науке), что в уникальной коллекции штаммов микроорганизмов, собранных А. П. Крючковой во время многочисленных экспедиций, в том числе и в районах нефтяных месторождений, отыскались культуры, способные окислять парафины. С ними-то и начала экспериментировать Г. И. Воробьева. Но для полноты исследований штаммы требовались еще и еще. Ведь только широко разбросив своеобразную сеть поиска, можно было надеяться на хороший «улов». И в экспедицию за микробами отправляются сотрудники Института микробиологии АН СССР, Института микробиологии и вирусологии АН УССР, специалисты многих других научных учреждений. Они везут отовсюду пробы почв, взятые в районах нефтяных месторождений, пробы сточных вод нефтеперерабатывающих заводов, активного ила из очистных сооружений, а в поиск и изучение найденных микроорганизмов включаются все новые институты и организации. Знаете, какое количество штаммов дрожжей было выделено из природных источников и найдено в заново пересмотренных институтских коллекциях за время поиска нужной культуры? Более тысячи!

Крупнейшие ученые страны возглавляли научные коллективы, занимающиеся изучением строения, физиологии, особенностей обмена веществ микробных клеток. Исследовательские коллективы возглавляли Н. Д. Иерусалимский, Г. К. Скрябин, М. Н. Мейсель, Е. И. Квасников, А. П. Крючкова. Наконец начавшиеся в лабораториях МОНИИГСа в простых колбах, установленных на специальных качалках, дабы субстрат активно перемешивался, опыты по выявлению оптимальной среды питания микроорганизмов, окисляющих углеводороды (парафин), были перенесены в маленькие ферментеры емкостью в полтора литра.

Через некоторое время их заменили более солидными — до ста литров. Аппараты делали тут же, в институте. Так, не прекращаясь ни на минуту, отрабатывалась оптимальная технология получения кормовой высокобелковой биомассы на основе жидких парафинов, пока однажды директор МОНИИГСа С. В. Чепиго поставил на стол в Государственном комитете по координации научно-исследовательских работ СССР банку, наполненную светло-желтыми пластинками — первыми кормовыми дрожжами, выращенными на жидких парафинах.

Чуть позже их назовут белково-витаминным концентратом, знаменитым БВК. Но от теперь уже исторической банки с первой продукцией до заводских ферментеров лежал в ту пору долгий и трудный путь. Чтобы его сократить, крупнейшие отечественные химики, микробиологи, медики войдут в специальный научный проблемный совет, созданный при президиуме АН СССР, дабы осуществлять строжайшую проверку безвредности БВК для человека и животных и руководить исследованиями по изучению его биологической ценности.

Так придирчиво и скрупулезно не изучался, пожалуй, ни один, даже медицинский препарат. Не будет ли БВК токсичен для животных, не скажется ли отрицательно на их репродуктивности, не приведет ли к негативным процессам в человеческом организме, и каковы, наконец, его отдаленные последствия для организма животных и потребляющих животноводческую продукцию людей?

Все эти вопросы неоднократно и в самой строгой редакции ставились перед исследователями — медиками, зоотехниками и, наконец, собственной совестью. Ответы были неизменными: не скажется, не приведет, не повлияет...

В 1971 году группе ученых, руководивших коллективами, разрабатывавшими проблему получения белковых веществ из углеводородов нефти, была присуждена Государственная премия СССР. Среди тех, чей научный подвиг столь высоко оценила Родина, был и ныне покойный А. А. Покровский, директор Института питания АМН СССР, возглавлявший медицинскую проверку безвредности БВК для человеческого организма.

Так триумфально завершился научный поиск, начаты и еще в 1913 году в лаборатории профессора Московского университета Е. Е. Успенского. И как хотелось быт именно на этом поставить точку под рассказом о создании технологии получения БВК на основе парафинов. Но... химические анализы продукции, выпускаемой к тому времени уже многотоннажным производством, настораживали: они констатировали в БВК наличие парафина. Тщательная проверка, осуществленная самыми совершенными современными методами, тоже подтверждала его присутствие в микроорганизмах: парафины светились в оболочках и в протоплазме дрожжевых клеток, лежащих на предметном столике флюоресцентного микроскопа.