Генетическая инженерия

Хотя хлестко написанная книга Д. Рорвика даже была предметом разбирательства в сенате США, она, разумеется, является дешевым вымыслом. Но вот появление подобных книг, конечно же, уже знамение времени.

Так что на ваш вопрос с уровня сегодняшних знаний в генетической инженерии надо дать утвердительный ответ, но с существенными оговорками.

Клонирование высших животных, то есть получение генетически идентичных близнецов из одной клетки, пока удается только у амфибий. У млекопитающих клонирование сталкивается с огромными трудностями. К тому же в отличие от лягушек, оплодотворенные яйцеклетки которых развиваются в воде, для развития эмбрионов млекопитающих требуется мать, хотя бы приемная. В животноводстве дело пока ограничивается оплодотворением яйцеклеток элитных особей в пробирке, а далее опять-таки не обойтись без приемной матери. Нечто подобное уже сделано на человеке. Элизабет Браун, родившаяся летом 1978 года, является первым достоверно известным «пробирочным ребенком».

Но ведь все это не имеет прямого отношения к решению основной задачи генетической инженерии – созданию, как вы выразились, «новых организмов».

Наши представления о структурной основе регуляции генетических процессов еще очень несовершенны. В бактериальную клетку или клетку высшего организма пока можно вводить только ограниченное число генов. А значит, и природа этой клетки меняется тоже лишь в определенной степени.

Но вот возможность вводить в клетку чужеродную информацию, относящуюся не только к другому виду, но и другому типу, коренным образом меняет положение. И кишечная палочка, содержащая работающие гены человека, безусловно, новый организм.

Это вторжение в доселе запретную область не может не производить глубокого впечатления, тем более что генетическая инженерия – совсем молодая прикладная наука.

Кажется невероятным тот короткий срок, за который она сумела найти дорогу к практике – всего лишь за десять лет. Этот темп, как я уже говорил, объясняется самой историей возникновения генетической инженерии: не нужно было коренным образом пересматривать взгляды на природу и характер наследственных процессов. Это был шаг по уже проложенной тропе.

Поэтому здесь так легко предвидеть «полезную отдачу». Уже получены с помощью методов генетической инженерии несколько физиологически активных белков – инсулин, гормон роста, интерферон. Такие препараты можно реально производить в неограниченных количествах, и они будут очень дешевыми.

Но это, разумеется, не все. Генетическая инженерия позволяет получать клетки-сверхпродуценты, производящие свойственные им продукты, но в повышенном темпе. Такие бактериальные сверхпродуценты уже поставляют нам ферменты и ряд аминокислот.

Еще два десятилетия тому назад «зеленая революция», казалось, коренным образом раз и навсегда решила проблему питания человечества. Сегодня эта уверенность поколебалась. Действительно, тогда удалось получить высокоурожайные сорта кукурузы, риса, пшеницы. Так, в Мексике урожаи кукурузы возросли к 1967 году почти втрое. Но кризис капиталистаческой экономики привел к тому, что развивающиеся страны не могут покупать очень дорогие сельскохозяйственные машины и удобрения. А без них «зеленая революция» не срабатывает.

И вот в перспективе генетическая инженерия может помочь работникам сельского хозяйства не думать об азотных удобрениях. Как известно, способностью усваивать азот из воздуха обладают только микроорганизмы, свободно живущие в почве или обитающие в клубеньках бобовых растений. Очень заманчиво решить вот какую задачу: усилить фиксацию азота там, где она обычно происходит, и более того – создать ее у тех растений, где она в естественных условиях не наблюдается, например, у пшеницы, подсолнечника или сахарной свеклы. Теоретически это не исключено, так как весь комплекс из 17 генов азотофиксации удается перенести в лабораторных опытах от одной бактерии к другой. Намечается и другой, не столь прямой путь. Вот какой. Может быть, не очень разумно пытаться вводить гены, заимствованные у азотофиксирующих бактерий, в другие растения. Дело в том, что фиксация азота требует значительных энергетических затрат. И поэтому введение генов нитрогеназы (то есть ферментной системы, обеспечивающей этот процесс) в отлаженную тысячелетиями эволюции физиологическую машину растительной клетки может и не привести к быстрому успеху. Исследователи предлагают создать новые бактерии-симбионты, которые смогли бы «ужиться» с растениями, лишенными собственных бактерий – поставщиков азота. Здесь имеются в виду прежде всего злаки и подсолнечник. Было бы очень заманчиво уменьшить дозы вносимого в почву минерального азота и восполнять хотя бы некоторую его часть за счет совместной деятельности азотофиксирующих бактерий и самого растения. Такая работа уже начата. Интерес именно к азотным удобрениям вполне объясним, так как на их производство приходится до 30 процентов энергетических затрат в промышленности, работающей на сельское хозяйство.

Генетическая инженерия делает свои первые шаги и вся нацелена на будущее. Пока не создано ни одного подлинно нового организма, а лишь модифицированы существующие. С ее помощью не излечено ни одной генетической болезни человека, среди которых немало тяжелых. Но мы, несомненно, стоим на пороге клинических применений генетической инженерии.

В США, Франции, ФРГ и ряде других западных стран уже созданы коммерческие фирмы, которые в 1984 году поставят на рынок первые продукты генетической инженерии.

Одним словом, скоро генетики окажутся в положении химиков-синтетиков, которые давным-давно отошли от «образцов», заготовленных природой, и создали огромный мир органических соединений, по праву считающихся исключительным творением человеческого разума.

– Как и с какого времени развиваются исследования по генетической инженерии в нашей стране?

– Думаю, что серьезную работу в этом направлении можно исчислять с 1974 года.. Хотя еще до этого были сделаны определенные шаги по развитию генетической инженерии, но действительный перелом наступил после постановления ЦК КПСС и Совета Министров СССР «О мерах по ускорению развития молекулярной биологии и молекулярной генетики и использованию их достижений в народном хозяйстве».

Это постановление не только стимулировало прогресс экспериментальной биологии, но и способствовало рождению целого ряда новых направлений в физико-химической биологии, которые определяют ее нынешнее лицо. За истекшие годы были организованы специальные лаборатории и институты, подготовлены кадры молодых, талантливых ученых, а развитию новейших направлений был придан размах, соответствующий их значению для науки и народного хозяйства.

Всего пять-шесть лет назад прямое исследование генетического аппарата даже простейших живых систем – вирусов и микробов – было невозможно. Сейчас в нашей стране эти работы успешно развиваются. В лабораторных условиях созданы гибридные структуры, сочетающие наследственные вещества организмов, в природе никогда не соединяющихся, например, бактерии вируса и человека. Синтезированы работоспособные гены нейропептидов и гормонов, получены сверхпродуценты аминокислот, налажено производство ферментов, необходимых для технологических операций в генетической инженерии; разрабатываются способы промышленного получения интерферона, инсулина и ростового гормона человека.

Главной и конечной целью всех мер, предпринятых для развития фундаментальных исследований в биологии, помимо чисто познавательных, было стремление заложить основу для практических нововведений в различных областях промышленности, медицине и сельском хозяйстве. И сегодня можно сказать, что в принципе эта задача решена.