Есть целый ряд новых направлений, опытно-лабораторные исследования которых сегодня, может быть, еще не закончены, но уже видна возможность резкого повышения продуктивности животноводства. Это работы эмбриологов, связанные с новейшими достижениями в этой области и одновременно в молекулярной генетике. В частности, специалисты разработали новые методы воспроизводства животных, основанные на манипулировании с яйцеклетками и эмбрионами. Такие методы позволяют в принципе в короткие сроки увеличить поголовье ценных пород сельскохозяйственных животных.
Суть технологии в том, что с помощью гормональной обработки от одной высокопородистой самки удается получить до 60 эмбрионов в год (вместо одного-двух). Их можно потом имплантировать (пересаживать) низкопородным самкам, получая таким образом от одной коровы 20—30 телят за сезон. Все это в целом создало базу, с одной стороны, для резкого повышения эффективности и темпов племенной работы, с другой — для дальнейших, более тонких манипуляций с эмбрионами сельскохозяйственных животных, их генетическим аппаратом. Хотя сегодняшние достижения в этой области лишь начало и речь пока идет об относительно простых манипуляциях, исследования развиваются очень быстро, и их внедрение в практику животноводства обещает дать огромный экономический эффект.
Большие возможности и здесь таят в себе методы генной инженерии. Воздействие на тонкую структуру нуклеиновых кислот, замена одних генов другими прокладывают путь к программированному изменению физиологических особенностей растений и животных. На очереди такие эксперименты, как перестройка генетического аппарата путем «перемещения» генов из одних организмов в другие подобно тому, как это делается сейчас с микроорганизмами.
Я назвал лишь несколько направлений. Их значительно больше. Исследования ученых охватывают самый широкий круг вопросов, с которыми связано решение многих важнейших народнохозяйственных задач.
...Иногда, когда я рассказываю об этом, журналисты задают мне вопрос: курс на эффективность научных исследований — не означает ли он явный приоритет прикладных разработок и не наносит ли это ущерба фундаментальным исследованиям, которые не связаны непосредственно с потребностями людей и эффект которых нередко трудно предвидеть?
Должен сказать, что наука исторически возникла именно из потребностей человеческого общества. И какую область исследований ни возьми, все они направлены в нашей стране на удовлетворение запросов и потребностей человека. В этом смысле само деление науки на фундаментальную и прикладную мне кажется очень условным.
Но мы разделяем категории науки, ее направления, имея в виду временной фактор, то есть то, что используется сегодня, в исторически очень короткий срок, и то, что рассчитано на длительную перспективу и сегодня вообще не оценивается с точки зрения использования, потому что прямо не видно, как это можно использовать. В этом плане мы говорим — прикладные и фундаментальные исследования.
Наша страна в этом отношении, мне кажется, ведет очень дальновидную политику. С момента организации Советского государства был создан такой мощнейший институт, специально предназначенный для развития фундаментальных исследований, как Академия наук СССР, у которой нет аналогов в мире. И благодаря такой дальновидности по очень многим направлениям науки мы сейчас занимаем ведущие позиции в мире.
Фундаментальная наука в нашей стране в большом почете. Есть традиционный «вкус» к развитию фундаментальных исследований. Высокий авторитет Академии наук, концентрация крупных ученых в этом учреждении стимулируют и вузы, и отраслевые институты принимать активное участие в научной деятельности.
Задача фундаментальной науки заключается в том, чтобы развиваться во всех возможных направлениях, потому что трудно себе представить заранее, где именно произойдет «всплеск». И Академия наук оказывается всегда готовой к развитию самого неожиданного направления. Пример? Та же генетическая инженерия. Шесть лет назад ее просто не существовало. Это было одно из направлений изучения нуклеиновых кислот. Некоторые даже считали, что им можно пренебречь. Но сегодня мы видим, что уровень фундаментальных работ здесь достаточно высок, он и позволил быстро выйти на технологические рельсы.
Если опять же обратиться к близкой мне области физико-химической биологии, то на целом ряде примеров можно показать, какие советские фундаментальные работы выполняются на мировом уровне. Среди них изучение генома высших организмов (работы члена-корреспондента АН СССР Г. Георгиева), исследования процессов, связанных с молекулярными аспектами биосинтеза белка на рибосомах (работы академика А. Спирина), исследования биоэнергетических процессов, механизмов воспроизводства энергии в митохондриях — своего рода энергетических фабриках в клетке (работы члена-корреспондента В. Скулачева). Очень интенсивно развиваются у нас сейчас исследования биологических мембран, которые, окружая клетку, создают в ней свой климат, пропуская одни вещества и задерживая другие (работы члена-корреспондента В. Иванова). В исследованиях транспорта ионов кальция через мембраны (академик П. Костюк), вообще в исследованиях транспорта ионов через мембраны и использовании различных регуляторов, действие которых направлено на увеличение потоков металлов в биологических и искусственных мембранах, работы советских ученых пионерские в мире.
Биотехнология ближайших лет
Я хотел бы подчеркнуть также резкое возрастание мощи наших исследований в изучении структуры биополимеров, особенно таких, как белки, нуклеиновые кислоты, полисахариды. За последние годы получены важные результаты, приведшие к расшифровке первичной структуры многих сложных белков. Следующий уровень изучения белков — исследования пространственной структуры белковых молекул (пепсина, леггемоглобина). На этой основе мы подходим к расшифровке механизма действия трансаминазы — ключевого фермента, ответственного за азотистый обмен в живых клетках (работы академиков А. Браунштейна и Б. Ванштейна).
Для изучения структуры биополимеров у нас успешно используются синхротронное излучение, ядерный магнитный резонанс, мэсбауэровская спектроскопия. И это тоже работы высокого мирового класса (академик В. Гольданский, член-корреспондент АН СССР В, Быстров, профессор М. Мокульский и другие).
Необходимо отметить высокий уровень вирусологических исследований. В области структуры и репродукции вирусов получены результаты, не только имеющие большое фундаментальное значение, но и помогающие решению практических вопросов, профилактике и лечению вирусных заболевании!
Упомяну еще об одной работе, связанной с возможным использованием биологических систем в качестве источников энергии. У нас в стране эта научная программа получила название «Родопсин» — по имени белка, который входит в зрительный аппарат глаза и отвечает за превращение световых сигналов. Подобный же белок, как оказалось, входит и в состав бактерий, живущих в соленой воде, обеспечивая их жизнедеятельность за счет энергии солнца. Поглощение одного кванта света одной молекулой родопсина вызывает появление электрического сигнала, который усиливается за тысячные доли секунды в миллион раз.
Сложилось так, что эти исследования проводились в условиях очень жесткой конкуренции с нашими американскими коллегами. И все же в изучении родопсинов советские ученые сумели выйти в короткое время на самые передовые позиции в мире. В частности, удалось практически полностью расшифровать структуру этих двух родопсинов, их топографию, расположение в мембране, получить представление о том, как они работают.
Сейчас в мире идет много разговоров о том, как такие системы, изящные и эффективные, могут использоваться в будущем для утилизации солнечной энергии в промышленном масштабе. Обсуждаемые расчеты и предположения обнадеживают, так что и в энергетику биология, несомненно, может внести свой вклад.