Николай Дубинин - Тайны наших генов

- Значит, если я правильно вас понял, промышленное животноводство и птицеводство требуют не простых, а специально выведенных для таких условий пород?

- Да, именно так. Процесс индустриализации таких важных отраслей животноводства, как птицеводство, молочное скотоводство, свиноводство, требует селекции на приспособление их к существованию в необычных для них условиях и на приспособление к ряду новых производственных процессов. Механизация дойки, например, уже вызвала необходимость селекции по таким признакам, как скорость молокоотдачи и форма вымени, обеспечивающим нормальное доение и предотвращение мастита.

Обычно на создание пород сельскохозяйственных животных требуются десятки лет. Генетика уже нашла пути достижения радикальных результатов в товарном животноводстве за сравнительно короткое время. Наиболее ярко это выразилось при использовании генетических методов получения промышленных гибридов.

Мне кажется, что будущее товарного животноводства в основном будет состоять в использовании гетерозисных гибридов и гибридов комбинационной производительности. Генетикам предстоит решить очень трудную задачу выбрать из огромного генетического материала наиболее ценные группы генотипов, чтобы использовать их для прогресса пород и гибридов сельскохозяйственных животных.

Замечательные перспективы открываются и в решении вопроса о получении желательного пола у потомков. В этом случае задача состоит в регуляции хода наследования половых хромосом. Решение вопроса самым решительным образом скажется на развитии животноводства.

Усилиями генетиков и звероводов за каких-нибудь 10-15 лет выведено около 30 мутантных форм норки, имеющей целую палитру окраски. Не менее интересных результатов добились и от скрещивания лисиц различной окраски.

Можно привести еще немало примеров, когда человек, взяв на вооружение достижения генетики, добивался поистине фантастических результатов как в растениеводстве, так и в опытах с животными. Как-то мне попался на глаза рассказ Эрика Рассела "Вы вели себя слишком грубо"! Не вдаваясь в сюжет этого рассказа, скажу только, что один из его героев, захотел приобрести "голубого носорога в семнадцать дюймов длиной и весом не больше девяти фунтов". И, несмотря на то, что рассказ этот фантастический, можно прямо сказать, описанное в нем очень недалеко от того, что будет возможно через несколько десятков лет. И я говорю это совершенно не потому, что рассказ этот понравился мне. Просто я опираюсь на современные достижения генетики и предвижу на основе этого ее дальнейшее развитие и возможности.

- Николаи Петрович, несколько раньше вы говорили о генетике микроорганизмов. Что это такое и зачем нужно заниматься генетическими опытами с этими мельчайшими живыми существами?

- Успехи генетики имеют огромное значение и для создания новой отрасли биологической индустрии, связанной с промышленным использованием микроорганизмов. Различные микроорганизмы и вирусы встали в центр внимания фундаментальной генетики, когда наступила эпоха молекулярной биологии.

Наследственность и изменчивость этих форм являются сегодня предметом глубокого изучения. Используя новые методы, селекция нужных форм микроорганизмов достигла небывалой высоты. Это облегчено также и тем, что при селекции микробов можно использовать миллионные и миллиардные популяции, что резко увеличивает эффективность селекции.

Вот вы спрашиваете, зачем нужно работать с такими мельчайшими организмами, какая от них польза. А ведь метод получения мутаций с помощью радиации и химических соединений стал основным в получении высокоэффективных продуктов целого ряда ценнейших лекарственных, пищевых и других веществ. Вспомните, когда был открыт пенициллин, его стоимость в буквальном смысле была выше золота. Теперь, после получения ценных мутантов, резко повысивших выход пенициллина на единицу питательной среды, в которой живут грибки, это лекарство стало доступно каждому.

Или же вот другой пример. Аминокислота лизин - важнейший компонент пищи животных и человека. Сейчас создается крупная микробиологическая промышленность по производству лизина. И это оказалось возможным только после работы генетиков, в экспериментах которых была получена форма клеток бактерий, которая выделяет в среду в пятьсот раз больше лизина по сравнению с обычными, "дикими" бактериями. Громадные перспективы для микробиологического синтеза белков открывает использование простых углеродов нефти и газа. И в этой работе решающую роль также играют методы новой генетической селекции.

Если немного пофантазировать, то можно увидеть совершенно необычный путь для приготовления белков. Сейчас для достижения этой цели в ход идет биомасса всем знакомых дрожжей. Но представьте себе производство будущего, где в промышленных масштабах налажена "сборка" генов, управляющих синтезом белков. Тогда столь ценный продукт не трудно будет получать в любых разновидностях и любых количествах.

Проблема гена, как видите, принимает чисто прикладной характер. Биологи должны научиться своими руками конструировать то, что принято называть единицей наследственности.

"Заготовками" и "деталями" должны стать определенные молекулярные группы, а "сборочным цехом" - клетка и ее ядро.

Именно к решению таких задач стремится новое направление исследований - генетическая инженерия.

- Знаете, слово "инженерия" рядом со словами "ген", "наследственность" для непосвященного человека звучит довольно странно. Как-то даже трудно представить, что бы это могло значить.

- Фактически начало этому новому научному направлению было положено задолго до того, как столь смелое словосочетание вошло в обиход. Методы целенаправленного изменения наследственного аппарата - конечно, еще не на молекулярном уровне - стали известны уже в 1934 - 1936 годах. В то время мне удалось, действуя рентгеновскими лучами на клеточное ядро мухи дрозофилы, изменить в нем число хромосом.

Ядро с четырьмя парами сначала превратилось в ядро с тремя, а затем и с пятью парами хромосом. В этой работе можно увидеть истоки генетической инженерии.

Сегодня исследователи ставят совершенно иные задачи.

В различных лабораториях мира разыскиваются способы выделения, даже "сборки" отдельных генов и переноса их в живые организмы.

Вспомним снова о бактериях. У них есть ген, ответственный за синтез витамина Bi2, которого начисто лишены растения. А между тем известно: добавка этого витамина резко увеличивает степень усвоения растительного корма в организме сельскохозяйственных животных. Так почему бы не попытаться пересадить тот самый бактериальный ген к растению? Каким путем пойдут ученые, покажет время. Но мне кажется, они будут исходить из того, что биохимический путь синтеза хлорофилла и витамина B2 имеет общие начальные стадии. А раз так, то после срабатывания цепочки из четырех-пяти добавочных ферментных реакций растительная клетка сможет вместо хлорофилла синтезировать необходимый животным витамин.