Биотехнология - промышленная технология, использующая биологические
объекты (микроорганизмы, водоросли и др.) и биологические процессы в
производстве ценных для народного хозяйства продуктов; применяет методы
микробиологического синтеза, тесно связана с генетической инженерией,
занимающейся конструированием новых сочетаний генов (материальных
носителей наследственности) с целью влияния на изменчивость и
наследственность организмов.
С древних времен известно традиционное применение методов биотехнологии
в приготовлении пищевых продуктов - хлеба, сыра, уксуса и т. п. Все эти
продукты получают в процессе брожения - расщепления ор-ганических
веществ (преимущественно углеводов) под действием микроорганизмов или
выделяемых из них ферментов.
Биотехнологи используют штаммы бактерий (серии культур микроорганизмов),
выведенные генетической инженерией, для производства продукции не только
в пищевой, но и в медицинской и химической промышленности. Так,
например, получают кормовые дрожжи и хлореллу для обогащения кормов
белком. Применяя штаммы бактерий, производят в промышленных условиях
инсулин - гормон поджелудочной железы, необходимый для лечения больных
сахарным диабетом. Выведены бактерии, которые позволяют искусственно
получать универсальный противовирусный препарат - интерферон, и
бактерии, участвующие в синтезе витаминов. В частности, витамин В12
синтезируют с участием так называемых пропионовых бактерий.
Штаммы микроорганизмов выводят с самыми различными целями. В металлургии
ими пользуются для извлечения некоторых цветных металлов (марганца,
меди, хрома и др.) из бедных руд. Этот прием стал одним из способов
обогащения полезных ископаемых. В будущем не исключена
биотехнологическая концентрация рассеянных атомов урана и золота.
Важна биотехнология и для экологии, охраны окружающей среды. В последнее
время выведены бактерии, способные извлекать металлы из сточных вод
промышленных предприятий. Это позволяет не только повысить степень их
очистки, но и вернуть к жизни водоемы, считавшиеся ранее погубленными
отходами фабрик и заводов.
Успешно разрабатываются в нашей стране биотехнологические подходы к
решению еще одной задачи - снижения содержания взрывоопасного газа
метана в шахтах. С этой целью предлагают использовать бактерии,
окисляющие метан в кислоту. Метод готов к внедрению в практику.
Находится в стадии разработки проблема использования биотехнологии в
геологии. Идея состоит в том, чтобы, подавая воздух в нефтяную залежь,
активизировать микроорганизмы, окисляющие углеводороды нефти до жирных
кислот. В результате усилится жизнедеятельность бактерий, вырабатывающих
метан. Благодаря этому можно будет существенно снизить вязкость нефти,
повысить давление на пласт и увеличить степень извлечения нефти. Но это
дело будущего.
Остановимся еще на одном, чисто техническом направлении биотехнологии.
Способностью видеть окружающий мир мы обязаны особому белку - родопсину,
входящему в состав сетчатки глаза. Как установили ученые, подобный белок
содержат и некоторые бактерии, живущие в соленых озерах. Родопсин
бактерий - бактериородопсин, подобно родоп-
сину человеческого глаза, разлагается на свету, меняя окраску. Причем,
воздействуя на него химическими 'веществами, процесс разложения можно
останавливать на любой стадии. В перспективе возможно использование в
технике этого свойства бактериородопсина. Если нанести слой
бактериородопсина на подложку, применяемую вместо фотопленки, можно
получить качественно новый фотоматериал. Частицы бактериородопсина в
тысячи раз мельче, чем светочувствительной эмульсии серебряной
фотопластинки, а значит, на такой же площади при использовании нового
фотоматериала будет получено изображение с гораздо более высоким
разрешением, или, другими словами, записано значительно больше
информации.
Эксперименты биофизиков показали, что на диск размером с долгоиграющую
пластинку, покрытый слоем бактериородопсина, можно переписать
информацию, содержащуюся в книгах целой библиотеки! И при этом имеется
возможность многократно стирать изображение и записывать вновь.
Емкость информации, возможность ее многократной перезаписи - это как раз
то, что нужно для памяти электронных вычислительных машин. К тому же при
изготовлении нового фотоматериала будет использоваться не дефицитное
серебро, а бактериородопсин, который легко воспроизводится при
размножении бактерий. Так что, возможно, в недалеком будущем в
электронных вычислительных машинах начнут работать блоки белковой
памяти.
В числе перспектив развития биотехнологии - получение с помощью
фотосинтеза органических соединений, водорода (экологически чистого
топлива будущего), электроэнергии и т. д.
