Главная / Наука / Біороботи на службі людини

Біороботи на службі людини

Ці живі істоти вже ніколи не зможуть жити на волі. Їх геном багаторазово перекроєний заради лише одного завдання — невтомно працювати на людину. Мільйони цих біороботів виробляють у величезних кількостях те, що самим їм практично не потрібно. Вони чинять опір, вони хотіли б жити по-іншому, але хто ж їм дасть?

За вступним пасажем, написаному в стилі антиутопії, насправді стоїть буденна реальність. Мова йде про мікроорганізми, спеціально адаптовані для роботи в біотехнологічному виробництві. Взагалі мікроорганізми — бактерії і гриби — «пашуть» на людство з незапам’ятних часів, причому до відкриттів Луї Пастера люди навіть не здогадувалися, що, замішуючи дріжджове тісто, заквашуючи молоко, роблять вино або пиво, вони мали справу з роботою живих істот.

У пошуках суперздатностей

Інтуїтивно, методом стихійної селекції за тисячоліття людям вдалося відібрати з природних, «диких» форм мікроорганізмів високоякісні культури для виноробства, сироваріння, хлібопечіння. Інша справа, що вже в новітню епоху працьовитим бактеріям були знайдені нові застосування. Виникли великотоннажні біотехнологічні підприємства з виробництва, наприклад, таких важливих хімічних продуктів, як амінокислоти або органічні кислоти.

Биороботы на службе человека

Суть біотехнологічного виробництва в тому, що мікроорганізми, поглинаючи вихідну сировину, наприклад цукор, виділяють якийсь метаболіт, продукт обміну речовин. Цей метаболіт є кінцевим продуктом. Проблема лише в тому, що в клітині присутні кілька тисяч метаболітів, а виробництву потрібен якийсь один, зате в дуже великих кількостях, наприклад, 100 г/л (при тому, що в природних умовах метаболіт вироблявся б у кількостях, на два-три порядки менше). Ну і зрозуміло, бактерії повинні працювати дуже швидко — видавати потрібний обсяг продукту, скажімо, за дві доби. Такі показники диких форм вже не під силу — для цього «потогінній» системі потрібні супермутанти, організми з десятками різних модифікацій геному.

Ближче до природи

Тут варто задатися питанням: а навіщо взагалі залучати біотехнології — хіба хімічна промисловість не справляється з виробництвом тих же амінокислот? Справляється. Хімія в наші дні може багато, однак у біотехнологій є кілька серйозних переваг. По-перше, вони оперують відновлюваними ресурсами. Зараз в якості сировини в основному використовуються крохмало — і цукровмісні рослини (пшениця, кукурудза, цукрові буряки). В майбутньому, як вважається, буде активно застосовуватися целюлоза (деревина, солома, жом). Хімічна галузь працює переважно з викопними вуглеводнями.

По-друге, в основі біотехнологій лежать ферменти живих клітин, які працюють при атмосферному тиску, нормальній температурі, у водних неагресивних середовищах. Хімічний ж синтез протікає, як правило, при величезному тиску, високих температурах, з використанням їдких, а також вибухо — і пожежонебезпечних речовин.

По-третє, сучасна хімія побудована на застосуванні каталітичних процесів, а в ролі каталізаторів, як правило, виступають метали. Метали не відносяться до поновлюваної сировини, а застосування їх ризиковано з точки зору екології. У біотехнології функцію каталізаторів виконують самі клітини, і при необхідності клітини легко утилізувати: вони розкладаються на воду, вуглекислий газ і невелику кількість сірки.

І нарешті, четверта перевага у властивості одержуваного продукту. Наприклад, амінокислоти є стереоізомерами, тобто молекули мають дві форми, що володіють однаковою структурою, але просторово організовані як дзеркальні відображення один одного. Оскільки L — і D — форми амінокислот по-різному заломлюють світло, такі форми називають оптичними.

 
comments powered by HyperComments