«Если», 1995 № 07 - Сергей Казменко

В 50-е годы была разгадана тайна наследственности, определена структура ДНК (дезоксирибонуклеиновой кислоты), которая является носителем генетической информации. Две спирали ДНК первыми в мире «увидели» Уотсон и Крик, за что были удостоены Нобелевской премии. По принципу цепной реакции решение одной задачи выдвигало новые. Изучается химический состав ДНК, последовательность ее составляющих (нуклеотидов). Выяснена взаимосвязь гена и структуры, им кодируемой. Примерно через десять лет после открытия спиралей ДНК Ниренберг расшифровывает генетический код, оказывающийся универсальным для всех видов — от бактерий до высших организмов, то есть и человека. Тут же является желание потягаться с «создателем» и попробовать сотворить если не мир, то по крайней мере живую клетку. Как это происходит в природе, кажется ясным.

Первый искусственный ген создает Корана с сотрудниками (США), что в качестве научной сенсации держится недолго. Гены синтезируются один за другим в ряде лабораторий, причем уже с четким прикладным прицелом. Это первый, Корана, мог позволить себе искусство ради искусства: собрать ген, описать, рассказать, как «это делается». Продолжателей интересует ген уже как основа определенной программы — для создания, например, веществ белковой природы. К тому времени и клетка, и ген уже основательно «обжиты» исследователями. С помощью методик генной инженерии они умеют выделить из природного источника или сконструировать любой ген (взяв, например, в банке генов фрагменты любых ДНК разной протяженности). Этот ген может кодировать белок с любым набором аминокислот. С помощью соответствующих ферментов — режущих и склеивающих — в строение гена возможно внести поправки, скроив его даже из фрагментов ДНК различных генов, и получить, как говорят биотехнологи, рекомбинантную молекулу. Она будет нести в себе свойства разных микроорганизмов. Наконец, снабдив ген особыми регуляторными сигналами, заставить его работать в клетках бактерий или дрожжевых, получая таким образом нужный белок.

Пока фантасты искали темы, в лабораториях прошел мозговой штурм, позволивший оформиться еще одному важному направлению научно-технического прогресса — биотехнологическому. А участники мозгового штурма из многих областей физико-химической биологии составили целый клуб Нобелевских лауреатов.

Вокруг самого термина «биотехнология» до сих пор не окончены споры. Есть различные периодизации развития БТ. Например, такая, где годом рождения направления считается 1796-й, когда Дженнер впервые применил свою противооспенную вакцину. Логика такой классификации ведет дальше к Пастеру, его антитоксической сыворотке, вакцинации против холеры и бешенства. Затем следует открытие антител дифтерии Берингом и, наконец, этап, предшествующий манипуляциям вокруг гена, он связан с теорией Эрлиха (антиген — антитело), автор которой тоже стал в свое время Нобелевским лауреатом.

Отечественная школа биотехнологов склонна к более широкой трактовке термина. Под биотехнологией профессор В. А. Быков понимает (цитирую дословно): использование биопроцессов и биообъектов для целенаправленного воздействия на окружающую среду и человека, а также в интересах получения полезных для людей продуктов. Пожалуй, звучит скучновато и нуждается в расшифровке (что за процессы, что за объекты?), но по сути верно. Думаю, что с этим согласился бы и курирующий ряд программ по БТ в рамках ЮНЕСКО Альбер Сассон, который зарождение биотехнологии относит к… VI веку до н. э. Уже тогда, как свидетельствуют найденные при раскопках Древнего Вавилона письмена, люди умели варить пиво. А сбраживание с помощью микроорганизмов (точно так же, как виноделие или выпечка хлеба) есть процесс биотехнологический. Наши предки владели им в совершенстве: шумеры три века спустя после вавилонян, если верить историкам, знали не менее двух десятков сортов того же пива.

Пожалуй, едва ли не первой заявила свои права на продукцию биотехнологии медицина. И сегодня она продолжает настаивать на своем приоритете: до 65 процентов всех веществ, получаемых биотехническим путем, — медицинского назначения. Чтобы понять смысл этих процентов, приведем некоторые цифры. Продукция биотехнологии, производимая ежегодно, оценивается примерно в 50 миллиардов долларов. К 2000 году цифра возрастет до 85 — 100 миллиардов.

Почти одновременно в лабораториях США и Дании начались работы по созданию с помощью биотехнологии инсулина. Американские исследователи синтезировали ген человеческого инсулина для дальнейшего производства гормона а бактериальных клетках (кишечной палочки). Датские ученые шли несколько иным путем, разработав метод превращения инсулина свиньи в человеческий. Синтез гормона должен был происходить в генетически сконструированных штаммах дрожжей.

Сегодня фирмы этих стран— «Эли Лилли» (США) и «Ново индастри» (Дания) являются основными производителями инсулина в мире. Биотехнология позволила выпускать препарат в невиданных ранее масштабах и сделать его в самом деле «человеческим», не вызывающим разных неприятных последствий при применении, особенно длительном, как это случалось при использовании животного инсулина. К тому же производство не зависит от поставок сырья с боен и его качества.

В специально сконструированных клетках бактерий был синтезирован и гормон роста человека (соматотропин), недостаток которого в организме приводит к гипофизарной карликовости. Частота этой патологии достаточно велика — один случай на 5000 человек среди детей западных стран. Биотехнология дает выход препарата в больших количествах. Применяемые при этом методы генной инженерии позволяют достичь высокой степени биохимической очистки гормона.

Большие надежды связывали медики с интерфероном, белком, который выделяется клетками животных и человека при попадании в организм вирусов. Это своего рода первая оборона против вирусной атаки. Интерферон оказывает усиливающее действие на иммунитет и подавляет размножение аномальных клеток, с чем связывают противоопухолевое действие препарата. Он также был получен генно-инженерным путем учеными Швеции, США, Франции, Израиля. Другое дело, что полностью надежды на чудодейственность интерферона не оправдались.

Особый интерес вызывала генотехника у создателей вакцин. Их не устраивала чистота применяемых классических бактериальных и вирусных вакцин, дающих нередко вредные побочные эффекты. Одновременно разрабатывались вакцины против гепатита, бешенства, сифилиса, полиомиелита и ряда болезней, поражающих не только человека, но и домашних животных.