Интернет-журнал 'Домашняя лаборатория', 2007 №2 - Журнал «Домашняя лаборатория»

принципе возможно получение тех же самых веществ и в рамках химической технологии. Зачастую выбор производства определяется на основе экономических критериев, причем по ходу прогресса экономичность той или иной технологии, для конкретного вещества, может меняется.

Боги никогда не успокаиваются, они нуждаются во все новых и новых, более совершенных, более производительных, мельчайших. И они создают их, вопреки опасениям, что кто-нибудь из мельчайших, сумеет улизнуть из лабораторного или заводского "рая".

В прошедшем столетии мы не только разобрались, с чем конкретно мы имеем дело, каких мельчайших используем, когда варим пиво и квасим капусту, но и изрядно поднаторели в деле добывания нужных нам микроорганизмов. Самый простой и дешевый способ получения требуемых микроорганизмов — "охота За микробами". Суть его несложна. Допустим нам нужен микроорганизм утилизирующий углеводороды нефти, например, для очистки сточных вод. Тогда стоит поискать его там, где, например, есть застарелые нефтяные пятна, разливы нефти. Обязательно найдется какой-нибудь микроорганизм, активно утилизирующий нефть. А если поискать во многих местах, то можно найти и такой, что делает это лучше других.

В данном конкретном случае идея заключается в том, что если за счет химического превращения какого-либо соединения в другое, можно получить энергию, то обязательно какие-нибудь микроорганизмы на Земле используют это превращение для своей жизнедеятельности. Исключений похоже не бывает. Если уж жизнь, как «форма существования биологических объектов» была занесена на на Землю извне — засеяна, то она нашла здесь очень разнообразную питательную среду.

На другом полюсе по стоимости находится метод генной (генетической) инженерии. Метод хотя и дорогостоящий, но перспективный. Впрочем, высокая стоимость — это дело временное, пока не разработаны более эффективные способы получения нужных ДНК-модифицирующих ферментов и не налажено крупномасштабное производство их и соответствующего оборудования. В самом способе ничего особо сверхсложного нет, так, например, начиная с 80-х годах прошлого века, в США и других странах, выпускаются даже наборы по генетической инженерии, в том числе, и для школьников. Эти наборы доступны даже через Интернет.

Собственно говоря все химические реакции, протекающие в живой клетке, осуществляются высоко эффективными и очень специализированными биохимическими катализаторами — ферментами. Клетка конструирует нужные ферменты на основе информации закодированной в генах. Перетаскивая нужные гены из генома одного микроорганизма в геном другого и иногда слегка изменяя их, или даже конструируя новые гены (в будущем), можно заставить какой-либо микроорганизм производить то, что нам нужно или производить так, как нам нужно. И не только микроорганизм. Уже давно в ходу генетически модифицированные сельскохозяйственные растения. Можно поэкспериментировать и с мелкими млекопитающими. Рано или поздно дойдет очередь и до человека. Это ведь просто один вид из гигантского числа видов многоклеточных организмов, обитающих на Земле. Так что рано или поздно будет продолжение сериала «Адам и Ева». Ну скажем, «Адам и Ева»-2 или, например, так: Adam&Eve-SE, ver.4.10.2222.А.

Но большинство промышленных модификаций (штампов) микроорганизмов по-прежнему получается с помощью метода классической селекции. В основе этого метода лежит то, что гены могут меняется случайным образом — мутировать. Эти мутации следует рассматривать как небольшие ошибки при копировании (репликации) генома во момент размножения организма. У бактерий и некоторых других простейших микроорганизмов (прокариотов) геном в основном представляет собой одноцепочную молекулу ДНК и результат мутации проявляется сразу. У более сложных организмов (эукариотов, к которым относятся все животные и растения, но и некоторые микроорганизмы тоже, например, дрожжи), имеющих двухцепочную ДНК, в этом деле все сложнее. Мутации могут накапливаться и проявляться более интегрированно, в результате комбинирования геномов в половом размножении.

Половое размножение дает больше вариантов для отбора, а значит и больше возможностей для приспособления вида к среде обитания. Ни один организм в природной среде не является «вещью в себе», это часть чего-то более общего, часть самой среды. В природе все, что может давать энергию, является источником питания организмов, в том числе и другие организмы. Там нет исключений, и для человека тоже. Сплошная конкуренция за источники питания и приспособление к среде обитания. Суммарное количество органики на Земле практически не меняется, меняется ее использование (кругооборот) в преобразовании энергии солнечного света в тепло. Одни мутации способствуют освоению новой ниши по питанию в среде обитания или же выживанию организма в среде (которая и сама меняется) и он отбирается естественным образом (естественный отбор), давая начало другому, слегка измененному прежнему, но все-таки немного другому виду. Другие, на данный момент времени и состояния среды, оказываются вредными и их носители потихоньку (точнее статистически) исчезают из природы. Исчезают виды, не сумевшие приспособится к новым условиям непрерывно меняющейся среды обитания. Исчезнувшие заменяются другими. Для одних находятся подходящие мутации на их пути изменения, на их пути приспособления к условиям изменяющейся среды. Для других нет, их направление изменения оказалось ошибочным, тупиковым. Сейчас мы называем эти процессы эволюцией органического мира. Организмы могут как усложнятся в процессе эволюции, так и упрощается, в зависимости от того, что оказывается более подходящим для приспособления на конкретном этапе, в конкретной нише окружающей среды. Одни древние виды организмов могут сосуществовать с новейшими, но происходящими от них же, от других остались только ископаемые останки, да и то не от всех. Вопрос о том, что происходит при этом с жизнью в целом, остается открытым.

Это в природе, а в лаборатории «боги» могут отбирать то, что им нужно. Они испокон веков этим занимаются, хотя и не всегда в лабораториях. Путем скрещивания (то есть комбинированием геномов, содержащих разные мутации) и отбора создали для себя подходящих животных, растений, микроорганизмов. Сельскохозяйственных, домашних, промышленных. Многие из таких, созданных в результате искусственного отбора (классической селекции), видов уже не могут существовать без человека, в природе они не конкурентноспособны. В первую очередь это касается микрорганизмов. Например если какая-то бактерия является сверпродуцентом какого-либо вещества, то эта функция у нее осуществляется в ущерб другим биохимическим процессам и, следовательно, другие процессы недополучат доступной в клетке энергии (биохимической энергии, переносимой молекулами АТФ). Как результат, бактерия-сверпродуцент не сможет размножаться так же быстро, как природные, «дикие» виды и будет вытеснена ими.

Все было бы прекрасно, если бы метод классической селекции не был столь трудоемок, а главное не требовал так много времени. Селекция видов длится порой столетиями и даже тысячелетиями. Микроорганизмы растут очень быстро, по сравнению с животными и растениями, но даже их селекция — процесс достаточно длительный. Так например пивоваренные и винодельческие дрожжи селектируются в течение уже сотен лет. Появление нужных мутаций — процесс случайный. В какой-то степени его можно ускорить, если увеличить