От рубил до нанороботов. Мир на пути к эпохе самоуправляемых систем (История технологий и описание их будущего).
Глава 9. Биотехнологии и создание самоуправляемых биологических систем
одна из ключевых характеристик кибернетической революции в ее начальной фазе.
9.2.2. Биотехнология и генная инженерия. Фундаментальные открытия в области биотехнологий
Как уже говорилось, генную инженерию часто отожествляют с биотехнологией, хотя последнее является более общим понятием и включает в себя различные методы воздействия на организмы с целью получения полезных свойств и продуктов. Однако генная инженерия стала настолько важной, что необходимо выделять ее в отдельное направление. Генетическая эра началась с 1953 г., когда Дж. Уотсон и Ф. Крик определили структуру молекулы ДНК. Это заложило основу понимания роли генетической информации и принципиальной возможности направленного переноса генов из одного организма в другой. Изменение наследственной информации открыло колоссальные перспективы, пожалуй, превосходящие самые смелые фантазии вроде тех, что явил миру Герберт Уэллс в своем романе «Остров доктора Моро». Далее открытия в области генома сыпались как из рога изобилия[6]. Но естественно, что от открытий до промышленного использования должны были пройти десятилетия.
1970–1990-е гг. (завершение начальной и переход к средней фазе кибернетической революции) также ознаменовались целой волной открытий в области молекулярной биологии.
Был открыт способ «разбора» ДНК и РНК на составляющие части (нуклеотиды) и сбор их определенным методом в нужной последовательности. Так стали получать рекомбинантные ДНК с любой необходимой последовательностью генов. За это выдающееся открытие ученым П. Бергу, У. Гилберту и Ф. Сенгеру в 1980 г. была присвоена Нобелевская премия. Уже в 1978 г. был получен рекомбинантный инсулин (один из первооткрывателей рекомбинантной ДНК Ф. Сенгер еще в 1958 г. был удостоен Нобелевской премии за открытие структуры инсулина).
В 1983 г. был открыт элегантный метод переноса ДНК из одного организма в другой. Прием позаимствовали у природы. Оказалось, что некоторые почвенные бактерии имеют особую генетическую структуру – плазмиду. Плазмида по своей сути является вирусом, который в процессе эволюционного симбиоза прижился в бактерии. Бактерия при контакте с растением выпускает вирус, который встраивается в ДНК растения и программирует жертву «добровольно» вырабатывать нужные для бактерии вещества. Плазмиду ученые стали использовать как транспортное средство, куда помещают нужные гены и «отправляют» их встраиваться в генетический код организма.
В 1983 г. был открыт метод полимеразной цепной реакции (за что ее открыватель Кэри Муллис в 1993 г. получил Нобелевскую премию). Метод позволил получать большое количество ДНК и РНК нужных размеров и последовательности. Это наряду с умением переносить гены и встраивать их в любой организм открыло уникальные возможности для генной инженерии.
[6] Достаточно взглянуть на номинантов Нобелевской премии, чтобы оценить наиболее востребованную область науки того времени. Так, в 1958 г. Дж. Бидл и Э. Тейтем удостоились премии за открытия, касающиеся роли генов в специфических биохимических процессах, а Дж. Ледерберг – за открытия, касающиеся генетической рекомбинации и организации генетического материала у бактерий. В 1959 г. С. Очоа получил премию за открытие механизмов биологического синтеза рибонуклеиновой и дезоксирибонуклеиновой кислот.
