Владимир Вакула - Биотехнология: что это такое?

Предложенный процесс уже использован для получения полутонового черно-белого изображения на бумаге. У этой работы весьма интересные перспективы, и, кто знает, может, недалеко то время, когда при изготовлении светочувствительных составов для кино- и фотопленок перестанут расходовать тонны серебра. По крайней мере, для этого очень многое делается в химических и биотехнологических лабораториях страны.

Так, в Новосибирском институте органической химии СО АН СССР исследованы фотоматериалы с ферментативным усилением скрытого изображения, основанные на фотоиммобилизации на целлюлозных носителях ферментов различных классов. Ведутся такие работы и в Институте биофизики АН СССР. Здесь на основе бактериального вещества (родопсина), выделенного из бактерий, уже сделана фотопленка, получившая название биохромной, обладающая уникальной чувствительностью, отличным временем хранения информации и высокой контрастностью. Срок хранения «биохрома» — несколько лет.

Процесс получения фотопленок с использованием бактериального родопсина, производящегося в виде водной суспензии, экологически чист, а значит, безвреден для человека и окружающей среды.

Производят «биохром» по стандартной технологии на основе распространенных в фотографической промышленности матриц. К тому же современные биохимические методы открывают широчайшую возможность синтезировать на основе бактериального родопсина сотни аналогов с заранее заданными свойствами и спектрами. Более того, уже сделаны нашедшие заслуженное признание у потребителей первые цветные пленки под тем же названием — «биохром». И вот что интересно: пленки оказались весьма перспективными и для голографии.

Таковы первые результаты разработок в данном направлении биотехнологии.

Я не раз и не два знакомил своих читателей на страницах этой книги с получением и использованием биогаза. Однако биоэнергетика отнюдь не ограничивается им одним, но включает в себя и биоэнергетическую технологию второго поколения, само возникновение которой связано с созданием промышленных процессов биофотолиза воды — биологических способов конверсии (превращения) солнечной энергии в топливо.

Дело в том, что еще в 1942 году наукой был установлен интереснейший факт: некоторые микроскопические водоросли, длительное время находившиеся в темноте в анаэробных условиях, на свету начинают активно выделять водород. Именно это явление и послужило толчком к развитию работ по биофотолизу воды с помощью микробиологических систем.

Нужно сказать, что преобразование солнечной энергии с помощью микроорганизмов в экологически чистое топливо — дело нелегкое. По крайней мере, создание промышленной биоэнергетической установки, производящей такое топливо, все еще остается фантастикой, реализация которой потребовала бы слишком больших капиталовложений и разрешения многих сложных научных проблем. Однако нелегкая экологическая обстановка, складывающаяся на планете, заставляет ученых все решительнее возвращаться к идее биоэнергетической установки, основанной на использовании биофотолиза и микробиологических систем для получения топлива.

Думаю, что все вы подметили одну интересную закономерность: биотехнология все успешнее вступает в союз с самыми разными отраслями промышленности, неизменно повышая при этом их результативность. Вот почему самые приоритетные направления индустрии столь заинтересованы в сотрудничестве с ней. Академик Н. М. Жаворонков, например, считает, что синтез молекул, которые сами по себе могут функционировать как индивидуальные проводники, резисторы, емкости и т. д., представляет для радиоэлектронной промышленности исключительный интерес. А их иммобилизация с целью создания ячеек памяти в компьютере — актуальнейшая научная проблема. Прототипами таких молекул, по мнению ученого, являются живые организмы, в которых электропроводность осуществляется с помощью «тщательно подобранных» рядов электропроводящих протеинов внутри клетки. «Понимание механизма переноса электронов в протеинах, — пишет академик, — позволит создать органические и неорганические проводники на молекулярном уровне».

Причем это направление в развитии биотехнологии стало за последнее время одним из наиболее приоритетных. Недаром работы, осуществляемые в данной области различными фирмами разных стран, чаще всего окутаны тайной. Ведь за ними — тщательно скрываемые интересы экономики, бизнеса и успехи НТП. Тем загадочнее выглядит тот факт, что японская газета «Нихон кэйдзай» рассказала недавно на своих страницах, что одна из крупнейших в Японии электротехнических компаний «Фудзицу» впервые в истории разработала модель так называемого нейрокомпьютера, «функционирующего как человеческий мозг».

Об этом факте советским читателям сообщили «Известия», а собственный корреспондент газеты в Японии С. Агафонов обратился в штаб-квартиру корпорации с просьбой дать соответствующие разъяснения. Прокомментировав информацию, специалист фирмы господин Моригути сообщил, как пишет корреспондент «Известий», что хотя объем памяти, скорость операций и прочие характеристики нынешних компьютеров решительно отличаются друг от друга, однако ключом к каждому из них была и остается программа, заложенная в него человеком. Электротехническая компания «Фудзицу» поставила перед собой иную, более сложную задачу. Ее специалисты решили научить компьютер думать самостоятельно и действовать автономно. За основу работы взяли ни мало ни много принцип функционирования человеческого мозга.

Таким образом, разработка японских специалистов является, по сути дела, первым прототипом биокомпьютера. Другими словами, японские специалисты намереваются создать машину, сочетающую в себе биотехнологию с электроникой.

Попробуем разобраться, по какой же схеме будет работать уникальный компьютер. Центральным элементом мозга, как известно, выступает нейроклетка. Это она, как губка, впитывает в себя самую разнообразную информацию. В компьютере, разработанном японскими специалистами, роль такой клетки играют особые полупроводники. Исследователи назвали их «нейрочипами».

Разумеется, они не могут содержать столь колоссальную информацию, которая хранится в нейроклетках. Достаточно привести для сравнения всего две цифры: в человеческом мозгу функционирует чуть менее 14 миллиардов нейроклеток, информацию же, содержащуюся в нейрокомпьютере «Фудзицу», можно приравнять лишь к «багажу» 100 тысяч клеток, — чтобы понять, сколь колоссален разрыв между ними.

«Пока нам, — пояснил корреспонденту «Известий» господин Моригути, — удалось создать комплекс технологической документации, математическое обеспечение, схему работы, рабочие параметры и т. д. Через два-три года на этой основе будет собрана уже действующая модель новой машины. Будущий компьютерный мозг можно сравнить с мозгом ребенка — его многому нужно будет обучить. Но после полученной дозы информации нейрокомпьютер уже не будет нуждаться в постоянных подсказках и указаниях — он сам станет анализировать поступающую по собственным «клеткам» информацию, оценивать возможные результаты, высчитывать варианты возможных действий и выбирать из множества оптимальный».