Читать интересную книгу Биотехнология: что это такое? - Владимир Вакула

Как же так? — возможно, удивятся читатели. Добыть, чтобы тут же отвезти на свалку? Какая же необходимость заставляет горняков заниматься столь никчемной работой?

В том-то и дело, что отнюдь не никчемной, потому что именно в отвале и происходит процесс утилизации меди из бедных местных руд.

Если взглянуть сверху, с большой высоты, на такой отвал, то пейзаж откроется поистине неземной. Огромные штабеля руды, как жилища невиданных существ, тесно соседствуют друг с другом. И, как ни странно, то действительно жилища... для бактерий. Стоит такой штабель оросить подкисленной водой, которая начнет медленно просачиваться в глубь рудного «небоскреба», к бактерии, обитающие в сульфидсодержащих породах, получат свой излюбленный «допинг». А в ответ ускорят утилизацию меди. Образующаяся как продукт разрушения бактериями сульфидных минералов сернокислая медь хорошо растворима и потому легко вымывается из штабеля, тотчас попадая в бассейн-ловушку. А из него один... путь — на переработку.

Что ж, подведем черту?

Но не рано ли — могут возразить мне истинные знатоки геобиотехнологических проблем, ведь еще ничего не сказано о роли бактерий в образовании самих полезных ископаемых. И тех, которые сегодня разрабатываются на всех континентах мира, и тех, что ждут своего часа на дне Мирового океана. Возьмите, например, железомарганцевые конкреции. Их залежи по внешнему гиду весьма напоминают булыжную мостовую. А «мостили» ими океанское дно опять же бактерии...

Что ж, согласен, сказано здесь о бактериях-горняках, способных добывать металл, перерабатывать тысячи, миллионы тонн породы, пропуская сквозь мембраны собственных клеток невероятное количество рабочего раствора, далеко не все. Но ведь я и не стремился объять необъятное. Просто мне хотелось обратить внимание читателя на уникальность разнообразных возможностей биологических методов, все решительней вторгающихся в одну отрасль промышленности за другой. И если мне хоть в самой малой мере это удалось сделать, буду считать, что с задачей справился.

А напоследок — еще один пример использования биотехнологии. На сей раз — в угольной промышленности.

Полвека назад известный советский ученый А. 3. Юровский выдвинул оригинальную идею использования метанокислящих бактерий для снижения концентрации этого чрезвычайно взрывоопасного газа в выработанных пространствах угольных шахт. Однако практическая ее реализация отодвинулась еще на три десятилетия. И только в конце 60-х — начале 70-х годов ученые Московского горного института, академического института биохимии и физиологии микроорганизмов в Пущине и биотехнологи института синтеза белковых веществ (ВНИИсинтезбелок) тогдашнего Главного управления микробиологической промышленности при Совете-Министров СССР смогли предложить горнодобывающей индустрии страны не только высокорезультативную технологию использования микроорганизмов для снижения метанообильности угольных пластов (до начала добычи), но и технологию, поддающуюся регулированию.

Объяснить столь большой разрыв между рождением идеи и ее практическим внедрением несложно: жизненной необходимостью она стала только с появлением глубоких и сверхглубоких шахт, в которых взрывоопасность значительно повышена. Была и вторая причина, по которой внедрение шло крайне медленно. Академик М. В. Иванов, чей доклад «Микробиологические методы борьбы с метаном в угольных шахтах» был заслушан в прошлом году на президиуме АН СССР, объясняет ее так: «...когда мы только начинали работу с метанокисляющими бактериями, особенности их физиологии были известны несравненно хуже, чем сегодня. Поэтому исследования проводились сразу в нескольких направлениях. В то время в нашей стране не только отсутствовали чистые культуры этих бактерий, без которых принципиально невозможно изучать фундаментальные вопросы физиологии микроорганизмов, но и бытовало мнение, что чистые культуры метанокисляющих бактерий невозможно получить. Считалось, что процесс микробного метанокисления может проходить только в смешанных популяциях микроорганизмов. Практически ничего не было известно о распространении микроорганизмов в угольных шахтах и о влиянии вещественного и химического состава разных углей на микроорганизмы».

Сегодня многие из этих серьезнейших проблем уже решены. Многие, но, к сожалению, не все. И хотя обработка угольных пластов и выработанных пространств суспензией с метанокисляющими бактериями в состоянии вдвое снизить загазованность в шахтах, этот метод борьбы с внезапными выбросами угля, газа и породы никак нельзя считать панацеей от подобного рода бедствий.

Проблема метаноподавления в угольных шахтах с помощью микроорганизмов еще далека от своего решения, считает академик АН УССР В. Н. Потураев. Например, мы еще до сих пор не умеем выращивать бактерии непосредственно в угольных шахтах на основе выделяющегося из горных выработок метана, что приводит к необходимости доставлять их со специализированных микробиологических предприятий. Между тем в процессе транспортировки бактерии стареют и теряют свои свойства. Необходимо разработать методы, позволяющие при дегазации угольных пластов шахт создавать кустовые установки или цеха, которые снабжали бы биомассой если не весь угольный бассейн, то хотя бы группу шахт. Надо также разработать способы хранения и накопления метанокисляющих бактерий, чтобы всегда иметь их в достаточном количестве для использования в шахтах.

И чем быстрее будут решены эти задачи, тем больше выиграет от этого государство. А сбереженные средства, которые сегодня тратятся на профилактические работы по предупреждению выбросов, пойдут на строительство профилакториев, больниц, жилых домов и школ. Тем более что во многих странах мира, начавших работать над той же проблемой гораздо позже нас, уже имеются солидные достижения. Так, например, в Индии с помощью методов генетической инженерии недавно получен высокопродуктивный штамм метанокисляющих бактерий. Через стометровые скважины, пробуренные в угольных пластах, раствор, содержащий микроорганизмы, закачивается в шахту. Бактерии, проникнув через поры в угле в толщу пласта, тотчас приступают к утилизации газа. А в результате концентрация рудничного газа (так обычно шахтеры называют метан) снижается почти вдвое.

...Бороздят океанские воды, опускаются в глубь пучин исследовательские аппараты, заглядывают в извергающие лаву жерла вулканологи, идут кромешной мглой пещер спелеологи — и, к своему великому удивлению и радости, выясняют, что жизнь кипит повсюду. То творят чудеса крохотные обитатели нашей планеты, невидимые, столетиями не обнаруживаемые, всегда и всюду соседствующие с нами.

— Невероятно, — говорят одни исследователи, обнаружив бактерии в горячих серных источниках.

— Такого не может быть, - дивятся другие, разглядывая в микроскоп живую бактериальную клетку в капле соляной кислоты.

— Непостижимо, — вторят им третьи, ведущие, наблюдения за деятельностью «белых» и «черных» курильщиков — термальных источников — на океанском дне, — жизнь кипит там, где должно быть мертвой зоне.

А они и не слышат наших удивленных возгласов, одноклеточные властелины Земли, таинственные, изучаемые и так до конца не изученные. Но, может быть, природа, созидая когда-то крохотную микроскопическую клетку, отнюдь и не опускалась, как принято считать, до собственного «дна», а невиданно взметнулась вверх, решив однажды, словно по наитию, оградить легко проницаемой мембраной ядро первого живого организма планеты? Мне, по крайней мере, очень хочется так думать...

Введение в проблему

Груша внутри которой турникет

Несколько лет назад одна из самых популярных наших газет опубликовала на своих страницах сокращенный вариант статьи из американского журнала «Бизнес уик», предварявшийся небольшим редакционным вступлением. Суть последнего сводилась к следующему: XX век, столь щедрый на удивительные события, преподнес ошеломленному человечеству еще один «сюрприз». Дело в том, что люди, тысячелетиями искавшие спасения от всевозможных недугов в химических колбах, где синтезировались чудо-лекарства, и в окружающей их природе, глубоко заблуждались. Им бы давно обратиться к собственному организму, продуцирующему практически все лекарственные препараты, необходимые для победы над любым недугом.

Но, быть может, учитывая коммерческий характер американского издания, о котором идет речь, это довольно категоричное утверждение стоит воспринимать по меньшей мере с поправками? И советская печать напрасно повторила это преувеличение? Отнюдь! По крайней мере в первых же строках комментария к статье из «Бизнес уик», написанном академиком Р. В. Петровым и помещенном на одной полосе с предлагаемой вниманию наших читателей публикацией, утверждалась, по существу, та же мысль: «Наш организм — удивительная фармацевтическая фабрика. Первыми лекарствами, выделенными из организма и примененными в медицинской практике, были защитные белки — антитела, вырабатываемые клетками иммунной системы. Впервые антитела были обнаружены в 1890 году Эмилем Берингом, когда он ввел кроликам яд бактерий — возбудителей дифтерии. Через несколько дней в их крови появились антитела-противоядия. Полученной сывороткой ученый спас детей, задыхающихся от дифтерита. За это лекарство Берингу присуждена Нобелевская премия. Антитела стали готовить и против столбняка, - кори, стафилококков...»