Geum.ru

Книга предназначена для философов, интересующихся социальными аспектами научно-технического прогресса, биотехнологов и историков науки, она также будет интересна широкому кругу читателей,

Вид материалаКнига

Содержание


4.Новейшая биотехнология
4.1Инженерная энзимология
Подобный материал:
1   ...   5   6   7   8   9   10   11   12   ...   24

4.Новейшая биотехнология


В семидесятых годах биотехнология стала одним из активнейших участников технологической революции, возникли новые направления - генная, клеточная, белковая инженерия, инженерная энзимология.

К этому времени сформировалось новое поколение профессионалов-биотехнологов, которые сами владели всем арсеналом современных физических и химических методов. Эти ученые (жившие в основном в цитадели постиндустриализма - США) были настроены более прагматично, чем предшествующее им поколение биотехнологов, где большую роль играли романтики-физики. Их интересовал в первую очередь коммерческий потенциал новейшей биотехнологии. Усилия были сконцентрированы на фармацевтической промышленности, поскольку она предлагала наиболее емкий рынок и высокие прибыли. К тому же важность решаемых биофармакологией проблем - борьбы с опаснейшими болезнями, терроризирующими человечество конца XX века (раком, вирусными заболеваниями, наследственными болезнями, инфарктом и пр.) определяла её высокий социальный статус и поддержку со стороны государства.

Начало 80-х годах на Западе, в первую очередь в США, без преувеличения можно охарактеризовать как биотехнологический бум, последовавший за компьютерным бумом. Ассигнования на развитие биотехнологии – как государственные, так и частные, - были очень велики, и инвесторов не отпугивало, что деньги вкладываются в проекты, для которых не до конца исследованы не только рентабельность, но и техническая осуществимость. В биотехнологию вкладывался венчурный капитал - с высокой степенью риска и сверхприбылью в случае успеха.

В это время возникли сотни биотехнологических компаний, большинство из которых возглавляли ученые. Скорость роста акций вновь созданной биотехнологической фирмы Genentech (США) в 1980 г. была самой высокой в истории американского фондового рынка [35, p.193]. К 1988 г. более 1000 компаний США так или иначе были связаны с биотехнологией.

Стремительное развитие биотехнологии детерминировано не только внешними причинами (социально-политическими факторами), но и внутренними факторами - собственной логикой развития биологических наук, которые познают клетки на все более глубоком уровне, что открывает более широкие возможности их практического использования также, как это происходило при выходе физики и на атомный и субатомный уровень. От экспериментов, изучающих функционирование в клетке имеющегося в ней генетического материала, исследователи перешли к генетическим манипуляциям. Представление об организмах, как запрограммированных системах уступает место деятельности по их перепрограммированию, сближая биотехнологию с микроэлектроникой, робототехникой, системотехникой.

Научные основы новых направлений развивались с середины ХХ века в рамках молекулярной биологии, исследующей строение и функционирование живых клеток и их частей на уровне молекул. Возникновение этой отрасли изменило биологию, превратив ее в точную науку. Без фундаментальных работ Ф. Крика и Дж.Уотсона (1953, Англия) по установлению структуры ДНК, а также их предшественников и последователей было невозможно достигнуть современных результатов в области биотехнологии.

Как и предупреждали наиболее трезвомыслящие ученые, развитие новейшей биотехнологии в 80 – 90-х годах шло медленнее и оказалось более дорогостоящим, чем ожидали энтузиасты. Наиболее амбициозная задача – окончательное избавление от рака и вирусных заболеваний (в том числе, СПИДа), несмотря на существенные достижения, не решена. К концу 1980-х годов количество вновь создаваемых биотехнологических компаний упало, и они теперь чаще создаются бизнесменами, чем учеными. Развитие биотехнологии стали во многом определять многопрофильные крупные компании. Ряд крупных фирм переводит деньги из химической индустрии в постиндустриальную биотехнологию [36]. В результате жесткой конкуренции в середине 90-х годов многие биотехнологические компании столкнулись с серьезными проблемами. Так, три из десяти компаний, имевших наихудшие биржевые результаты в 1994г. в США, были биотехнологическими [37]. В 1998 году было закрыто около 20 биотехнологических компаний из-за ухудшения финансирования, в то же время наиболее успешные компании имеют стабильный рост прибылей (например, 28% у Genzyme General с 1991)[38]. 1998 год был в США рекордным по количеству вновь одобреных ФДА продуктов новейшей биофармацевтики (16 наименований, из них наиболее успешны противораковый перцептин фирмы Gentech и обезболивающий целебрекс (фирма Monsanto)[39]. В целом, после бума 80-х годов новейшая биотехнология вошла в фазу устойчивого развития, количество и ассортимент ее продуктов на рынке стабильно растет, и, вероятно, почти все население мира так или иначе употребляет эти продукты.

4.1Инженерная энзимология


Инженерная энзимология – это отрасль биотехнологии, базирующаяся на использовании каталитических функций ферментов (или ферментных систем) в изолированном состоянии или в составе клеток для получения соответствующих целевых продуктов. Ферменты как биологические катализаторы давно применялись в самых различных областях — в пищевой, фармацевтической, текстильной, кожевенной, бумажной промышленности, производстве моющих и косметических средств, фотоматериалов, в тонком органическом синтезе, медицине, сельском хозяйстве и т.д. [40].

Качественно новый этап в развитии, позволяющий говорить о возникновении новейшей высокой технологии – развитие и внедрение в промышленность методов иммобилизации ферментов и клеток, т. е. связывания их с носителем, благодаря чему стабилизируется и пролонгируется ферментативная активность, возможно повторное применение ферментов, они не загрязняют конечный продукт.

Первые попытки иммобилизации делались еще в конце XIX в. (А.Я.Данилевский). В 1916 г. было показано, что инвертаза, если адсорбировать ее на угле или на алюмогеле, сохраняет каталитическую активность. Целенаправленная разработка катализаторов на основе иммобилизованных ферментов началась лишь в 50-х годах, существенные успехи достигнуты к концу 60-х годов. Первое промышленное производство с использованием иммобилизованных ферментов было организовано в 1969 году, и иммобилизованных клеток - в 1973 г. [41].

Одна из самых крупных современных областей применения ферментов – производство глюкозо-фруктозного сиропа (заменителя сахара), организованное в 60-х годах. Иммобилизованные ферменты и клетки применяются также при производстве медикаментов, аминокислот, и многих продуктов, часто заменяя традиционные микробиологические производства. Методы иммобилизации имеют большое значение для развития новых биотехнологических процессов, основанных на использовании клеток животных и растений. Иммобилизованные ферменты и клетки употребляются также в качестве биосенсоров для определения наличия и концентрации различных веществ в медицине, сельском хозяйстве, контроле уровня загрязнения окружающей среды, в химической промышленности, биотехнологии и т.д. В России созданы конкурентоспособные на мировом рынке системы очистки газовоздушных выбросов (ИБХ РАН).