Физика, несмотря на свою фундаментальность, никогда не отгораживалась стеной, академизма от нужд практики, от запросов техники, химии, биологии и других областей, опирающихся на физические исследования. Сильна связь физики с практической деятельностью человека в нынешнее время, особенно в нашей стране, где использование научных открытий всегда, без каких-либо исключений, согласуется с интересами общества и возведено в ранг государственной политики. Но конечно же, поиск новых направлений использования результатов тех или иных фундаментальных работ, развитие прикладных исследований с учетом реальных интересов практики, передача научных достижений промышленности, то, что обычно называют внедрением, — все это области, в которых ученый всегда может изыскать резервы инициативы, творческой и деловой активности. Именно об этом напоминают нам слова Леонида Ильича Брежнева, произнесенные с трибуны XXVI съезда КПСС: «Страна крайне нуждается в том, чтобы усилия «большой науки», наряду с разработкой теоретических проблем, в большей мере были сосредоточены на решении ключевых народнохозяйственных вопросов, на открытиях, способных внести подлинно революционные изменения в производство».
Советские физики, как и все наши ученые, концентрируют свои усилия на разработке ключевых научных проблем, на продвижении вперед по всему фронту фундаментальных исследований. В то же время они всегда ищут и будут искать возможность прийти на помощь технике, промышленности, народному хозяйству страны, видят в этом свою первейшую профессиональную обязанность, свой высокий гражданский долг.
Биотехнология ближайших лет (Академик Овчинников Ю.)
Мы свидетели качественных перемен в науке, которая становится одним из главных двигателей прогресса. Там, где экономические рычаги уже использованы, наука открывает неожиданные возможности, ведущие к цели неизведанным путем, который часто оказывается много короче.
Рассказывает академик Юрий Анатольевич Овчинников
Сокращение сроков внедрения достижений науки в практику — черта нашего времени. В условиях же социалистической системы хозяйствования это имеет особое значение, поскольку наука у нас — инструмент в руках государства, и очень крупные научные направления планируются государством в интересах развития всего народного хозяйства страны. Физико-химическая биология — одна из таких наук.
В предыдущем пятилетии мы ставили себе задачу выйти на определенный уровень развития биологической науки в стране, который был бы адекватен мировому. Главные направления этого наступления определились к середине 70-х годов, когда наметился существенный прогресс в ряде ведущих направлений биологии — молекулярной генетике, иммунологии и иммунохимии, изучении мембран, биоэнергетике и др. За постановлением ЦК КПСС и Совета Министров СССР 1974 года о развитии фундаментальных исследований в биологии, использующей физико-химические подходы и приемы, последовало создание в стране крупных научных центров, которые обусловили значительное продвижение вперед. В одиннадцатой пятилетке нам предстоит, поддерживая и укрепляя весь фронт биологических исследований, обеспечить особенно быстрое развитие тех областей физико-химической биологии, которые имеют прямой выход в медицину, сельское хозяйство, в ряд отраслей промышленности.
В принятых XXVI съездом КПСС «Oсновных направлениях социального и экономического развития СССР на 1981—1985 годы и на период до 1990 года» предусмотрена «разработка биотехнологических процессов для производства продукции, используемой в медицине, сельском хозяйстве и промышленности». Речь идет о реализации достижений в исследовании физико-химических основ жизнедеятельности, которые завершились созданием новых технологий. Впервые биотехнологические работы включены в Государственный план. В целевых программах расписаны разработчики и исполнители — от научных учреждений до заводов.
Сейчас создается, по существу, новая отрасль промышленности — высокопроизводительная, эффективная, мобильная, требующая высокой культуры производства, но дающая принципиально новый подход к решению задач, которые до этого казались недоступными.
Пример — получение лекарственных препаратов. Традиционное направление в медицине — поиск препарата эмпирическим путем, путем долгим и необычайно трудоемким. Приходится синтезировать и проверять в среднем 10—12 тысяч веществ, чтобы найти один ценный препарат. Идут длительные испытания на животных, затем испытания клинические, прежде чем этот препарат входит в практику.
Другой путь — более эффективный (если он приемлем) — использование природных биорегуляторов, которые содержатся в организме, но в недостаточных количествах. В частности, больные диабетом испытывают недостаток в инсулине, потому что поджелудочная железа перестает вырабатывать нужное количество этого гормона. Сейчас практикуют введение в организм инсулина животного происхождения. Но он отличается от человеческого, и у многих больных уже сегодня возникают аллергические реакции, вплоть до того, что некоторые вообще не переносят животный инсулин; а такая ситуация в общем-то чревата печальным исходом. Перед наукой встала проблема: нужен инсулин человека, но где и как его добывать?
Когда пептидный синтез достиг высокого уровня, решили синтезировать инсулин химически. И принципиально он был синтезирован, но экономически этот путь оказался пока тупиковым. Преградой стала сложность его массового производства: необходимо около 150 стадий синтеза. Были испробованы и другие подходы, но все они натолкнулись на непреодолимые препятствия.
И вот одно из направлений современной биотехнологии родилось на основе генетической инженерии. Наступил определенный этап в изучении нуклеиновых кислот, главных хранителей наследственной информации, когда ученые научились не только прочитывать структуру генетического аппарата — ДНК, но и оперировать эту гигантскую молекулу, разрезая ее на части, смотреть, какие фрагменты отвечают за ту или иную функцию живого организма, выделять или синтезировать их химическим путем. Произошел революционный скачок в науке: оказалось, что можно взять ген одного организма и встроить его в генетический аппарат другого — он там работает! Проще всего сегодня встраивать чужие гены в микроорганизмы — бактерии или дрожжи, для чего лучше использовать сателлитные генетические структуры — плазмиды, которые представляют собой маленькие циклические молекулы ДНК, несущие небольшую часть генетической информации клетки. Делать это можно, используя и другие простейшие системы, такие, скажем, как вирусы, бактериофаги. Вводя туда информацию с помощью нового гена, можно ожидать, что она будет реализована, проявит себя в организме нового хозяина. Полученные таким образом искусственные ДНК назвали рекомбинантными.
Что же сделано сегодня?
Например, ген инсулина был химически синтезирован, затем введен в микробную клетку — кишечную палочку, и заработал... Правда, не сразу. К нему пришлось присоединить еще некоторые элементы ДНК, необходимые для того, чтобы клетка начала реализовывать новый ген. Эти элементы как бы говорят клетке, что ген «свой» и его можно принять и использовать.
Такой искусственный организм, построенный, с одной стороны, из кишечной палочки, с другой — из синтетического животного гена, работает и дает среди собственных продуктов жизнедеятельности инсулин. Выход препарата достигнут уже значительный. Но исследования продолжаются. В лабораторных условиях синтез осуществлен в нескольких странах, включая нашу страну. Найден прямой путь, потому что с помощью именно такой комбинации инсулин человека оказывается доступным. Первые результаты (а здесь нужна тщательная проверка) показывают, что он абсолютно идентичен тому, что вырабатывается человеческим организмом. Значит, этот подход пригоден для получения и других биорегуляторов...