СОДЕРЖАНИЕ Введение Первобытная биотехнология - основа цивилизации Успехи "домолекулярной" биотехнологии Микроорганизмы - продуценты веществ и энергии Некоторые сведения из молекулярной биологии Принципы и методы генетической инженерии Инженерия клеток Биотехнология синтеза белков человека Перенос генов в клетки животных и растений Заключение Литература [показать] Основные направления экономического и социального развития СССР на 1986-1990 годы и на период до 2000 года. - М.: Политиздат, 1986. Биология развития и управление наследственностью / Отв. редактор член-корреспондент АН СССР В. А. Струнников. - М.: Наука, 1986. Биотехнология / Под ред. академика А. А. Баева. - М.; Наука, 1984. Биотехнология. Подписной теоретический и научно-практический журнал Министерства медицинской и микробиологической промышленности СССР. Выходит с 1985 г. Беккер М. Е. Введение в биотехнологию. - М.: Пищевая промышленность, 1978. Вепринцев Б.Н., Ротт Н.Н. Проблема сохранения генофонда. - М.: Знание (серия "Биология"), 1985. Березин Й. В., Яцимирский А. К. Биотехнология и ее перспективы, - М.: Знание (серия "Биология"), 1986. ДубиниЙ Н. П. Очерки о генетике. - М.: Советская Россия, 1985. Достижения биологии - Продовольственной программе, - М.: Знание (серий "Биология"), 1984. Пехов А. П. Биология и научно-технический прогресс. - М.: Знание (серия "Биология"), 1984. Промышленная микробиология и успехи генетической инженерии. - М.: Мир, 1984. Тривен М. Иммобилизованные ферменты. - М.: Мир, 1983.

В брошюре рассказывается о научных предпосылках биотехнологии - успехах в изучении биологии клетки, строения и функций генетического аппарата и о путях использования этих теоретических знаний в решении практических задач, важных для сельского хозяйства, биологической промышленности и медицины. Рассматриваются основные направления современной биотехнологии, ее близкие и далекие перспективы. НЕЙФАХ Александр Александрович - доктор биологических наук, главный научный сотрудник Института биологии развития АН СССР. Автор открытия периодичности морфогенетической функции ядер (1962 г.) и более 150 научных работ и 5 книг по вопросам молекулярной биологии развития, изданных у нас и за рубежом. Рецензент Н.Г. Xрущов, член-корреспондент АН СССР.

Заключение

Мы рассмотрели несколько этапов развития биотехнологии - от ее зарождения более 10000 лет назад и до наших дней. Возникновение примитивной биотехнологии положило начало человеческой цивилизации, развитию ремесел, науки и культуры и в итоге привело человечество к нынешнему уровню цивилизации. Усовершенствование методов биотехнологии в конце XVIII и в XIX в. также вызвало качественные изменения в жизни людей - в развитых странах большинство населения освободилось от занятий сельским хозяйством и перешло на работу в промышленность, что привело к созданию больших городов и развитию современной техники.

Следующий (пока еще "домолекулярный") период биотехнологии в последние 30-50 лет был достигнут благодаря научному применению генетики и микробиологии, созданию микробиологической промышленности. Это наряду с успехами медицины привело к значительному увеличению рождаемости и продолжительности жизни и как следствие к демографическому взрыву. Поэтому вместе с заметным улучшением "качества жизни" в развитых странах увеличение народонаселения в мире потребовало дальнейшего роста производства продуктов питания. Этот рост уже трудно получить в рамках современной биотехнологии при невозможности существенно увеличить площади обрабатываемой земли. Поэтому очень своевременным оказался следующий этап развития биотехнологии - новая биотехнология, основанная на методах генетической и клеточной инженерии. Ее возможности сейчас только начинают реализовываться на практике и хотя еще не привели к заметным изменениям в производстве, обещают многое.

Сейчас трудно оценить, какие направления окажутся более перспективными. Иногда кажется, что на пути стоят только некоторые технические трудности. Например, если комплекс генов, управляющих фиксацией азота, уже удалось ввести в кишечную палочку, то так ли уж трудно сделать еще один шаг и ввести этот комплекс в клетки растения? И не нужно ли сейчас все усилия ученых направить именно сюда - ведь какие колоссальные прибавки урожая это обещает, и фактически без всяких затрат! Но действительные трудности на этом пути могут быть гораздо значительнее и в настоящее время просто непреодолимыми. Чрезвычайно трудно ввести гены бактерий в клетки эукариот, с тем чтобы получить в них полноценный синтез бактериальных ферментов (различия между про- и эукариотами слишком велики). Но еще большие трудности могут ожидать исследователя, когда речь идет именно об азотфиксирующем комплексе. Этот путь метаболизма оказался настолько специфичным, что даже у микроорганизмов является редким исключением. Тем не менее десятки лабораторий во всем мире работают в этом направлении.

Наоборот, использование ферментов фотосинтеза для создания искусственных систем получения водорода из воды за счет энергии Солнца кажется пока настолько фантастичным, что работают в этом направлении не так уж много людей. И это, вероятно, правильно - ведь вопрос о том, чем в биологии заниматься, а чем нет, решают тоже ученые. Но если бы на этом пути нас ожидал успех, это привело к результатам, намного превосходящим даже решение вопроса с азотными удобрениями. Ведь с переходом человечества на использование водорода в качестве источника энергии сразу бы решилось много важнейших проблем. Среди них такие, как получение неиссякаемого источника энергии, отказ от опасной и ненужной тогда атомной энергии, кардинальное уменьшение загрязнения среды и другие. Однако ответить на вопрос: можно ли на пути создания искусственных систем фотосинтеза в близком будущем ожидать успехов, мы пока не способны.

Подобные вопросы возникают почти на всех направлениях биотехнологии, и не только биотехнологии. Мы уже убедились, что в основе всех ее достижений лежат работы людей, отнюдь не ставивших перед собой практических целей. Напротив, этих исследователей интересовали законы генетики вообще, природа молекулярных основ жизни, поведение клеток и возможности изучать их различными путями. Именно эти, как иногда говорят, "кабинетные" ученые и создали то, без чего не может развиваться никакая наука, в первую очередь биотехнология: научные представления о природе, об окружающем нас живом и неживом мире. В основе успеха практической науки всегда лежат успехи науки фундаментальной, теоретической.

Фундаментальные науки требуют довольно больших средств. Следовательно, чрезвычайно важно правильно распределить средства, выделяемые на науку, и решить, какая доля из этих средств должна быть направлена на прикладную науку, дающую прямой практический выход, и какая на науку фундаментальную, прямого дохода сегодня не дающую. В действительности граница между этими двумя направлениями науки не всегда так отчетлива. Один и тот же ученый, сегодня интересующийся чисто теоретическими вопросами, завтра вдруг делает открытие, которое сразу окупает все расходы на теоретические работы. Примеров такого рода множество. Не случайно поэтому многие крупные капиталистические фирмы, имеющие не только заводы, но и исследовательские лаборатории, охотно приглашают к себе крупных ученых.

К сожалению, в нынешнее время огромные средства уходят на изучение не средств созидания, а средств разрушения, на войну. В этой области занято огромное число ученых, которые могли бы сделать много полезного. Средства, с помощью которых с избытком можно бы решить на Земле проблемы голода, нищеты, детской смертности, образования, уходят фактически впустую или - что еще хуже - для уничтожения одних людей другими. Военная наука, к сожалению, не обошла стороной и биотехнологию. В начале 70-х гг., при зарождении генетической инженерии, ее создатели серьезно обсуждали вопрос: морально ли честному ученому заниматься этим направлением в биологии? Не ждет ли ученых-биологов та же судьба, что и ученых-физиков, несущих ответственность за создание атомного оружия. Опасность эта вполне реальна - генетическая инженерия может быть использована для того, чтобы перенести в безобидную кишечную палочку гены устойчивости к известным антибиотикам и сделать ее недоступной современным лекарствам, а затем ввести в ее ДНК гены, несущие, например, дифтерийный токсин, или гены, определяющие синтез яда скорпиона.

Возможность создания биологического оружия в наше время - печальная реальность. И биотехнология не может остаться в стороне от самой главной проблемы человечества - создать мир, которому бы не угрожала ни атомная, ни бактериологическая война.

Источник: Нейфах А.А. Клеточные и генетические основы биотехнологии. - М.: Знание (серия "Биология"), 1987.