Дмитрий Складнев - Что может биотехнология?

Лингвисты знают, что латинское «ферментум» восходит к древнему «бреу», от которого произошло наше слово «брожение» и немецкое «брот» — хлеб, входящее составной частью в слово «бутерброд», то есть дословно «масло-хлеб». Сюда же можно добавить название морского ветра «бриз» и напитка «бренди».

В Александрии прекрасно знали процесс перегонки. Александр Афродизий писал, как матросы кипятили морскую воду, собирая пресные пары с помощью губок. Плиний описал другой метод конденсации летучих паров: холодный бараний мех с родниковой водой подвешивали над костром с кипящей смолой, собирая тем самым пары скипидара.

В Ветхом завете в Книге творения описывается опьянение Ноя после спасения его на знаменитом Ноевом ковчеге, на котором он пустился в плавание по бурным водам Всемирного потопа. В Древней Греции вино запрещалось пить неразбавленным. Само это слово «вино» пришло в наш язык через латынь, которая заимствовала его из греческого, где оно называлось «ойнос». Древнеримский поэт Гораций писал о знаменитом фалернском вине, которое прославилось в 42 г. до н. э. в правление консула Минатиуса Планкуса, когда случился небывалый урожай винограда. По римскому уголовному праву муж оправдывался судом, если он убивал жену, подобравшую ключи к винному погребу.

В конце XVII в. появились первые бутылки, столь живо обыгранные великим Дюма в его романе «Три мушкетера». Горлышки бутылок стали заливать сургучом, что позволяло дольше выдерживать вино. Это было сделано доном Пьером Периньо в Шампани, лежащей к востоку от Парижа. Его по праву считают «отцом шампанского».

В 1775 г. было сделано интересное открытие:, если виноградную гроздь оставить на лозе до заморозков, то это приводит к увеличению сахаристости благодаря гидролизу углеводов (гидролиз означает «лизис» — расщепление с помощью «гидры», то есть воды). К углеводам относятся сахаросодержащие вещества, такие, как крахмал, гликоген, целлюлоза.

Так Франция стала ведущей мировой державой винной биотехнологии, переняв эстафету от Египта, в котором мумии клали на виноградные грозди в саркофагах, и Греции, которой Теофраст, ученик Аристотеля, описывал способы выращивания виноградной лозы, а Александр Македонский взял лозу с собой в индийский поход.

И вот ближе к середине прошлого века французское вино «заболело», закисая чуть ли не на первый год после изготовления; Французские виноделы обратились к Пастеру, который до того уже успел прославиться как химик.

Почему же виноделы обратились к химику? Ведь вино — это продукт живой природы. Да, это так, но в то время господствовало мнение известного немецкого химика ЮЛибиха, который считал, что брожение вина представляет собой чисто химический процесс.

Пастер великолепно справился с поставленной перед ним виноделами Франции задачей. По ходу ее решения он сделал еще одно величайшее открытие: брожение обусловлено жизнедеятельностью живых микроскопических существ, или микробов. Размножаясь неуправляемо, микробы уксуснокислого брожения «выедают» накопившийся в вине спирт и окисляют его в уксусную кислоту.

Пастер нашел простой способ, приостанавливающий нежелательное размножение микроорганизмов: необходимо то, что вы желаете защитить от биологической опасности, прогреть два-три раза до температуры 60–70 °C. Этот способ получил название «пастеризация». Вы, наверное, обращаете внимание на надпись, имеющуюся на молочном пакете: «молоко пастеризованное». Помните, что это в честь величайшего французского химика и микробиолога Луи Пастера!

Пастер потом полностью переключился на микробиологию, основателем. которой его по праву считают. В Париже он основал знаменитый Пастеровский институт, куда собрал лучшие силы тогдашней научной Европы. У него работали Ру и Кох, он пригласил к себе нашего выдающегося исследователя И. И. Мечникова, который открыл клетку макрофаг, защищавшую нас от болезнетворных микробов и вирусов. Пастеру так и не удалось выделить возбудителя бешенства (бешенство вызывает вирус, а его тогда еще не умели культивировать), но он, тем не менее, создал прививку против этого страшного заболевания. 4 июля 1885 г. Пастер — не врач — иммунизировал с помощью своей прививки маленького Жозефа Мейстера, которого искусала бешеная собака.

Иммунизация прошла успешно, и Мейстер намного пережил Пастера, который умер в 1895 г. Мейстер покончил с собой только 14 июня 1940 г., когда в Париж вошли гитлеровские войска. После себя Пастер оставил директором института И. И. Мечникова, который занимал этот пост до самой своей смерти в 1916 г.

Многие, кто интересуется наукой, а также историей, как нашей общей, так и историей отечественной несчастной биологии, читали, наверное, «Зубр» Д. Гранина. И помнят как Н. В. Тимофеев-Ресовский не очень-то любезно отзывался о «ДНКаке». Это тем более удивительно, что сам он стоял, можно сказать, у колыбели рождения этого одного из величайших открытий XX в. Но расскажем все по порядку.

Началось все еще в прошлом веке, когда никому не известный швейцарский врач Ф. Мишер опубликовал в 1871 г. в берлинском «Журнале медицинской химии» свою знаменитую статью о выделении нуклеина из белых клеток крови больных. Слово это образовано от латинского «нукс» — ядро ореха, а окончание «-ин» подразумевало, что он содержит азот, то есть относился к азотистым веществам, подобно белкам.

В 1879 г. на нуклеин Мишера обратил внимание крупный немецкий химик К. Альбрехт Коссел, которого было бы вернее назвать биохимиком. Коссел выяснил причину подагры («боли в ногах» в дословном переводе), которая возникает в результате отложения в суставах нуклеина. Он открыл в нуклеине вещество желтого цвета, производное мочевой кислоты. Оказалось, что это гуанин, впервые выделенный в 1858 г. А. Штрекером из перуанского гуано — помета птиц, ценного азотного удобрения.

Коссел также выделил из клеток тимусной железы тимин и аденин. Названия эти образованы от греческих слов, поэтому имеет смысл пояснить их. Железу греки называли «аден», что означало «плотный», «твердый» (обычно речь идет о лимфатических железках, которые при воспалении вспухают и твердеют; многим, наверное, приходилось слышать об операции удаления аденоидов, то есть ненормально разросшихся железок в носоглотке).

Обычно нуклеин выделяли из тимусной железы бычков. Тимус, или зобная железа, представляет собой огромное скопление лимфоцитов. Поэтому тимус называют еще главной железой иммунной системы, поскольку лимфоциты защищают нас от инфекционных болезней. Тимус называют еще и вилочковой железой, потому что он очень похож по форме на «вилочку» соцветия тимьяна, или чабреца. Так тимин получил свое название.