Глик, Пастернак - Молекулярная биотехнология - 2002, страница 4

долларов О! !редслсл!а нуклсо псгнея посясдоытсльность всех хромосом эукзрнотического микрооршнизмя (биссбагошуссг веге из!сс) Клонироеяно млскопишюшсс из дифференциролш пкзй сомах ичсскои клетки !98! !98! 1982 1983 1988 !988 1990 !990 1994-!995 1996 1996 С развитием технологии рекомбинантных ДНК природа биотехнологии изменилась окончательно и бесповоротно. Появилась возможность оптимизировать этап биотрансформации более прямым путем, создавать„а не просто отбирать высокопродуктивные штаммы, использовать микроорганизмы и эукариотические клетки как чбиологические фабрики» для производства инсулина, интерферона, гормона роста, вирусных антигенов и множества других белков.

Технология рекомбинантных ДНК позволяет получать в больших количествах пенныс низкомолскулярные вещества и макромолекулы, которые в естественных уело виях синтезируются в минимальных количествах. Растения и животные стали естественными биореакторами, продуцируюшими новые илн изме- пенные генные продукты, которые никогла не могли бы быть созданы методамн мугагенеза и селекции или скрещивания. Наконец, эта новая технология способствует развитию принципиально новых методов диагностики и лечения различных заболеваний. На стыке технологии рскомбинантных ДНК и биотехнологии возникла новая область исследований„динамичная и высококонкурснтоспособная, — молекулярная биотехнология.

Эта молодая дисциплина, как и молекулярная биология в период своего становления „весьма амбициозна, заявляемые ею притязания не всегла соответствуют реальным возможностям. Ес стратегия и экспериментальная база претерпевают быстрое изменение, одни подходы все время вытесня- бнохнынв Микро- биология Молекуляр- ная биология Клеточная бнохогнв Молекулярная биотехнология Высо урожайные культуры Лекарствен- ные препараты Высокопродуктивные оьвьсхохозвйгтвснные жнвотныв Диагностические истовы Вакцины Рис.

1.2. Молекулярная биотехнология использует достижения многих областей науки и позволяет создавать широкий ассортимент коммерческих продуктов и методов. Коммерциализация молекулярной биотехнологии Конечной целью всем биотехнологических исследований является создание коммерческого продукта. Следовательно, молекулярная биотехнология зссно связана с экономикой. Конечно, ются другими.

Но несомненно одно: в будущем молекулярная биотехнология станет рутинным методом создания живых систем, обладавших новыми функциями и возможностями. Очень редко новые научные дисциплины возникают «на пустом месте»; как правило, их фундаментолг служат различные области науки. Что касается молекулярной биотехнологии, то ее биотехнологическая составляющая относится к сфере промышленной микробиологии и химической инженерии, а молекулярная — к областям молекулярной биологии, молекулярной генетики бактерий и энзимологии нуклеиновых кислот (табл. !.1).

В широком смысле молекулярная биотехнология пользуется достижениями самых разных областей науки и применяет их для создания самых разных коммерческих продуктов (рис. 1.2). Молекулярно-бнотехпологическая революция 19 сейчас ее развитие обусловливается не только экономическими факторами, однако на первых порах ажиотаж вокруг этой молодой науки был связан с возможностью получения прибыли. К вечеру 15 октября 1980 г. основные держатели акций фирмы Оепеитссй стали обладателями миллионных состояний, и это побудило очень многих людей к энергичным действиям. В период 1980 — 1983 гг. в Соединенных Штатах было создано около 200 мелких биотехнологических компании; этому способствовали введение налоговых льгот, высокис прибыли от операций с ценными бумагами и заинтересованность частных вкладчиков.

Вслед за Гербертом Бойсром, который вначале был научным сотрудником Калифорнийского университета в Сан-гйранциско, а затем стал вице-президентом фирмы Сепеп!ес)з, многие университетские профессора открыли собственные компании. К !985 г. в Соединенных Штатах было уже более 400 биотехнологических фирм; многие из них включили в свое название слово «ген», чтобы заявить о принадлежности к генноинжснсрному «цеху»: Вюйеп, Апгйеп, Са)8епе, Епйеп!св, Сепех, Сапдепе. На сегодняшний день в США свыше 1500 биотехнологических компаний, а во 20 ГЛАВА 1 всем мире их более 3000.

Кроме того, большой вклад в развитие молекулярной биотехнологии внесли все крупные международные химические и фармацевтические компании, в том числе Мопаап(о, Г)п Роп(, 1)р)ойп, Авегьсап Суапави(, Е1! Ы)у, БвйЬКИпе Весе!!ав, Мсгсй, ))очаг(!Тч НСГГвап-ЕаКос)!е. В период бурного развития биотехнолагического бизнеса в 80-с юды мелкие компании поглощались крупными, образовывались совместные предприятия. Например, в 1991 г. 6096 акций компании Г)епеп(ССЬ было продано фирме НСГГвапп- $.аКос)!е за 2,1 млрд. долларов.

В то же время многие компании обанкротились. Такая мобильность — характерная особенность биотехнологической индустрии. К середине 90-х годов на рынке появилось более десятка новых биотехнологических лекарственных препаратов, более 100 препаратов сейчас проходят клинические испытания, еще свыше 500 находятся на стш(ии разработки. Создано и выпущено на рынок множество новых молекулярно-биотехнологических продуктов, повышающих урожайность сельскохозяйственных культур и продуктивность сельскохозяйственных животных. Ежегодный доход молекулярно-биотехнологической индустрии увеличился с 6 млн.

долларов в 1986 г, до примерно ЗО млрд. в 1996 г. По оценкам, к 2000 г. обьем продаж продуктов, изготовленных с применением молекулярной биотехнологии, превысит 60 млрд. долларов в год. И хотя в целом доходность биотсхнологического бизнеса оказалась не такой высокой, как ожидалось, энтузиазм инвесторов нс ослабевает и свидетельствует о том, что молекулярная биотехнология — по крайней мере по их представлениям — ил!ест блестящие перспективы. Все новые независимые молекулярно-биотехнологические компании узкоспециализированы, что часто находит отражение в их названии. Например, вслед за компаниями, занимающимися клонированием генов, в США появились компании, выпускающие полученные гснноинженерными методами антитела, которые предназначены для лечения инфекционных заболеваний, рака и других болезней человека: 1гпвцпех, )ппппЕо8(с, !пппцпоСеп, (ввцповеа!Сгч Ме(11гппвпс, 1вгпппе Ксаропае.

Большая часть коммерческих разработок в области молекулярной биотехнологии приходится на Соединенные Штаты. В других странах, где инвестиционный климат не столь благоприятен и бизнес менее активен, главную роль в создании молекулярно-биотсхнолоп!ческих предприятий играют крупныс корпорации и государство. Так, правительство Японии объявило биотехнологию «стратегической индустрией» и национальным приоритетом.

За дело взялись крупные японские корпорации. Вначале им не хватало собственных кадров, и первые исследования проводились в сотрудничестве с американскими университетами и компаниями. Сейчас эти корпорации приобрели необходимый опыт и сами проводят молекулярно-биотехнологичсскис разработки и создают генноинженсрные продукты. Европейская биотехнологическая индустрия тоже неуклонно развивается: к 1995 г.

в странах Европы было создано более 600 биотехнологических компаний. В экономически менее развитых странах роль «локомотива» в развитии национальной молекулярно-биотехнологической индустрии взяло на себя юсударство. Стимулом здесь служила уверенность в том, что молекулярная биотехнология — «самая революционная из всех технологий ХХ века». Ни одна страна не хотела оказаться лишенной всех тех благ, которые сулило се разтетие. Сейчас, в конце второю десятилетия своего развития„молекулярная биотехнология фактически стала одной из отраслей промышленности, хотя Вна~!алс нскоторыс учсныс с'!Итали сс чисто эзотерическим направлением. Без сомнения, в ближайшие десять лет коммерческую молекулярную биотехнологию ожидает бурный рост, но именно поэтому давать какие-то конкретные пропюзы здесь весьма рискованно. Надежды и опасения С молекулярной биотехнолоп!ей человечество связывают самые большие надежды: ° возможность точной диагностики, профилактики и лечения множества инфекционных и генетических заболеваний «значительное повышение урожайности сельскохозяйственных культур путем создания Молекулярнснбиотехнолос ичсская революция 21 ° ° Создание функциональных бактериальных илазмид 1п у)(го К)4.

Со(сеп„А.СХ. Сбапй, Н.усс. Воуег, к. В, Не!1(пй Ргас. Июс( Асад Бсд 0 ЪЛ 70с 3240-3244, 1973 кулу ДН К в строго определенном месте с образованием фрагментов с выступающими концами (липкими концами). Фрагменты разных молекул ДНК, обработанных одним и тем же ферментом„имели одинаковые липкие концы и при отжнгс соединялись. Таким образом, если расщепить ДНК из разных источников олцой и той же рестрицирнощей эс понуклеазой.

а затем смешазь фрагмензы, то образуются новые комбинированные молекулы ДНК, не существовавшие прежде. Коэн и др. не только смогли перенести ген из одной плазмиды в другую, но и показали, что эсот геп остается биологически активным. К их чести,они в полной мере осознали, что данная стратегия «позволяет внедрять специфические нуклеогидные последовательности из прокариотической или зукариотической хромосомы или внехромосомной ДНК в независимо реплицирующуюся бактеряальпую плазмиду».

Другими словами, любой ген, взятый из любого орсанизма, теоретически можно встроить в плазмиду, которая бу- логии. Эта новая отрасль раскинула свои сети так широко, что общество вправе получить отве- ты на свои вопросы: растений, устойчивых к вредителям, грибкпвым и вирусным инфекциям и вредным воздействиям окружающей среды » создание микроорганизмов„пролуцируюсцих различные химические соединения, антибиотики, полимеры„аминокислоты, ферменты «создание пород сельскохозяйственных и других животных с улучшенными наследуемыми признаками! переработка отходов, загрязняющих окружающую среду.