Яблони на Марсе

Конкретные успехи биоинженерии еще очень скромны. Что уже сделано? Главное — удалось превратить бактерии в микроскопические фабрики, производящие некоторые фармацевтические препараты.

Первым в списке надо поставить инсулин, белок, вырабатываемый в организме человека поджелудочной железой. Он регулирует углеводный обмен, в частности уровень сахара в крови. Недостаток инсулина вызывает диабет, или сахарную болезнь. Лечить ее не умеют: каждый день больному необходимо делать уколы — вводить инъекции инсулина.

А где его взять? Инсулин животных, как правило, не воспринимается людьми. Синтезировать этот продукт искусственно? В 60-х годах ученым удалось этого добиться, но стоил такой инсулин страшно дорого. Проще поступить так: в бактериальную клетку поместить ген человека, ответственный за выработку инсулина, и заставить ее штамповать лекарства от диабета.

Трудностей на этом пути пришлось преодолеть немало, основная же — быстро выяснилось, что бактерии не умеют обращаться с расчлененными на экзоны, смысловые блоки генной информации, и интроны, кажущиеся пока бессмысленными «инфорпустоты», генами высших организмов. На многие хитрости пришлось идти, целую приключенческую повесть можно было бы написать о том, как исследователям удалось обмануть бактерии, добиться — в нашей стране эти работы были выполнены в Институте биоорганической химии имени Шемякина АН СССР — получения столь необходимого людям продукта. Сейчас бактериальный инсулин уже продается в аптеках.

Теперь об интерфероне. Это особое вещество, обнаружено оно было в 1957 году, вырабатывают клетки животных и человека, подвергшиеся нападению вируса. Интерферон может предохранить человека от многих вирусных заболеваний, гриппа, например. Но где взять большие количества этого ценного препарата? Ведь из литра крови удается выделить всего лишь микрограммы интерферона, дозу, достаточную только для одной инъекции. И тут исследователи вновь обратились за помощью к бактериям. Создали химерические молекулы ДНК с генами человека, кодирующими биосинтез интерферона, встроили ее в плазмиду… Так удалось создать бактерии, способные синтезировать сотни микрограммов полезного вещества в расчете на литр раствора, где содержатся бактериальные клетки.

С помощью подобных же приемов из кишечной палочки (исследования Института молекулярной биологии АН СССР) удается нарабатывать еще один важный белок — гормон роста соматотропин. Его недостаток приводит к карликовости, избыток — к гигантизму.

Соматотропин известен медицине давно. В 1921 году были поставлены эффектные опыты: с помощью этого гормона — его вырабатывает особая железа, расположенная у человека и животных у основания черепа, — удалось вырастить крыс-гигантов. Выделен этот белок был в 1956 году. Тогда же его стали с успехом применять для лечения некоторых форм карликовости. Люди, которым он вводился, начинали быстро расти, и их тело принимало нормальные пропорции.

Где взять большие количества соматотропина? Здесь опять же помогли методы биоинженерии. Они же в скором времени позволят получать и другие ценные человеческие белки, ферменты и гормоны: помогающие при психических расстройствах эндорфины, ингибиторы (замедлители) развития злокачественных опухолей. В принципе так можно заставить бактерии синтезировать и белки мяса или молока. В Эдинбурге ученые сейчас изучают возможность изменения с помощью биоинженерии состава молока животных. В коровьем молоке будет, как в овечьем или козьем, больше жиров и белков.

Глава 10

Бифштексы на грядке

Показал садовод

Нам такой огород,

Где на грядках, засеянных густо,

Огурбузы росли,

Помидыни росли,

Редисвекла, чеслук и репуста,

Сельдерошек поспел

И моркофель дозрел,

Стал уже осыпаться спаржовник…

Лет пять назад, в начале 80-х годов министр сельского хозяйства США Джон Р. Блок сделал громогласное и широковещательное заявление. Он объявил о том, что ученые Висконсинского университета в ходе исследований совершили настоящий переворот в науке. Что в «генетике растений начинается новая эра», которая скоро приведет к «зеленой революции».

Что же произошло? Отчего поднялся такой сыр-бор? Шум и гам возник из-за того, что удалось передать подсолнечнику ген фасоли, который теперь контролирует в нем синтез одного из белков.

Полученная учеными растительная химера получила название «санбин» («sunbean» буквально «солнечная фасоль»), ибо ее родителями стали подсолнечник («sunflower») и фасоль («bean»), растения, состоящие в далеком родстве.

Санбин — действительно свидетельство больших возможностей генетической инженерии. Но означает ли это, что сбылись заветные чаяния ученых? Что биоинженерия подошла к совершенно новому, очень важному для нее этапу? Что скоро с голодом на земном шаре будет покончено? Конечно, нет. До этого еще очень далеко. Санбин — лишь заявка на будущее. Развившееся, способное дать потомство зеленое растение получено не было, пока это всего лишь шарообразный сгусток клеток, лишь один из шансов пробиться в будущее, лишь зацепка, пренебрегать которой, однако, понятно, не стоит.

Генная инженерия полна крайностей. В ней черные краски мирно уживаются с мажорными тонами — зелеными, оранжевыми, с цветом зелени и солнечных лучей. Мрачные прогнозы, разговоры о киборгах (киборг — это технически усовершенствованный человек, способный жить в любой среде), послушных чужой воле, о неразмышляющих вояках-суперменах… И здесь же светлые грезы о невиданных прежде растениях.

Хотя человеку стороннему, наблюдателю чудес наук многие затеи молекулярной биологии могут показаться чистой воды прожектерством или делом весьма далекого будущего, сами генные инженеры не сомневаются, что их исследования позволят:

получать плодоносящие деревья, вырабатывающие естественные яды против вредных насекомых. От пестицидов, загрязняющих окружающую среду, тогда можно было бы отказаться;

научить растения поглощать азот непосредственно из атмосферы (долой азотные удобрения, вместе с производящими их громадными фабриками!);

получить растения, стойкие к засухам, способные усваивать соленую воду, не полегающие под дождем и градом, не страшащиеся заморозков, устойчивые к гербицидам и вирусным болезням;

вывести кукурузу, в початках которой содержалось бы столько же белка, сколько, скажем, в курином яйце, что позволило бы в тех странах, где выращивается много кукурузы, вовсе исключить мясо из рациона.

Пока мы по необходимости все еще убиваем животных, чтобы питаться их мясом, но куда более гуманным и гораздо более выгодным путем было бы получать все необходимые нам белки от растений. И генная инженерия обещает создать «суперовощи» с высоким содержанием белка — этакие «растительные бифштексы», «бифштексы на грядках». По питательности они превзойдут мясо…

Трудами ученых должны сбыться и другие фантастические проекты. Вот один из них. У растения съедобны плоды и семена, реже — листья или корнеплоды. Но, кроме съедобных частей, есть и несъедобные: стволы, цветы, кора… Растениям они необходимы, нам — нет, во всяком случае, в качестве пищи. Так стоит ли мириться с тем, что участки земли, получающие солнечную энергию, достаточную для тысяч человек, кормят только десятки? Отчего бы не создать растение без корней, листьев, веток и стволов — этакий стопроцентный плод?

Академик Николай Николаевич Семенов считал, что со временем при посредстве физики и химии создадут особые чаны с генетической закваской. В них будут выращивать яблочную, вишневую, пшеничную, морковную, ананасную и иную растительную ткань. Она пойдет на стол целиком: никаких отходов не будет!