Биотехнология. принципы и применение - Бич Г.
ISBN 5-03-000058-5
Скачать (прямая ссылка):
наиболее компетентных специалистов, самый большой экономичский эффект
будет получен от применения биотехнологии в сельском хозяйстве и
химической промышленности. Ниже мы вкратце обсудим некоторые последние
достижения этой науки, потенциально важные для медицины, энергетики,
производства пищевых продуктов и напитков, получения химических
соединений, различных материалов, для защиты окружающей среды и для
сельского хозяйства. Многие из этих аспектов обсуждаются более подробно в
последующих главах.
1.4.1. Медицина
В последнее время все мы имели возможность убедиться, что благодаря
применению технологии рекомбинантных ДНК были достигнуты крупные успехи в
медицине. Многие фирмы, напри-
шпт
ИМ. Н. И. Д. ":t- ВСКОГО КАЗАНСКОГО lac. ; кГСЙТЕТА
18
Глава 1
мер, весьма преуспели в разработке эффективных методов промышленного
производства человеческого интерферона (для этого гены человека были
клонированы в микроорганизмах). Отметим, впрочем, что многие и сейчас
сомневаются в эффективности интерферона как антивирусного и
противоопухолевого средства. Помимо гена интерферона были клонированы
гены инсулина и гормона роста человека. Эти гены экспрессируются и в
бактериях. В целях крупномасштабного производства были клонированы гены
многих других белков человека, необходимых для диагностики или для
лечения. Когда мы писали эту книгу, уже поступил в продажу полученный при
помощи микробов инсулин человека, который используется в медицине.
Большое значение имеет и разработка методов производства моноклональных
антител. Более подробно речь о них пойдет в гл. 8. Способы их применения
сведены в табл. 1.4.
Таблица 1.4. Возможные способы применения
моноклональных антител
Область медицины
Способ применения
Анализ
Диагностика
Иммунодиагностика
Иммуноочистка
Терапия
Структурные зонды для идентификации специфических особенностей на
поверхности клеток Наборы реактивов для диагностики беременности
Выявление \строгенных рецепторов для диагностики некоторых форм рака
молочной железы Точное определение количества специфических антигенов
Очистка антигенов, например интерферона
Направленный перенос токсинов в раковые клетки, инактивация ядов,
пассивная иммунизация, лечение аутоиммунных болезней
Не приходится сомневаться, что все шире и шире в диагностике, терапии и
при трансплантации клеток и тканей будут использоваться ферменты.
К числу активно разрабатываемых, но не вышедших еще из "детского
возраста" сфер применения биотехнологии, которые окажут, наверное,
наибольшее влияние на развитие медицины и промышленности, относятся
биоэлектроника и биоэлектрохимия, в которых используется взаимодействие
биологических, электрических и электронных систем. В последние годы здесь
достигнуты заметные успехи. Так, принципы электронной инженерии
Что такое биотехнология?
19
нашли применение при разработке инфузионных насосов, а также эффективных
комплексных устройств, в которых используются биологические соединения,
чаще всего ферменты или антитела, и различные типы электродов. Создан
целый ряд чувствительных датчиков, например контролирующих содержание
глюкозы (для применения в медицине) или же нервных газов (в военных
целях). Действие большинства из разработанных на сегодня датчиков
основано на улавливании продуктов действия ферментов. Для этого
используются обычные электроды с иммобилизованной на них биологической
системой. Новые подходы в этой области ставят своей целью создание более
чувствительных и эффективных приборов и расширение сферы их применения. В
основе работы таких устройств лежит процесс прямого переноса электронов
между электродами и окислительно-восстановительными центрами белков.
Делаются попытки подключения белков ко входу полупроводниковых приборов.
Если не вдаваться в детали, то в количественном отношении наиболее широко
в медицине применяются фермент-содержа-щие датчики нескольких
разновидностей для определения содержания глюкозы. На их основе будет
разработан ряд устройств, например дешевые, точные и надежные приборы для
проведения анализов in vivo. Считается, что основное применение они
найдут при регуляции содержания сахара в крови у больных диабетом.
Недостаточно точный контроль уровня сахара при этой болезни, по-видимому,
приводит к развитию отдаленных, опасных для жизни побочных последствий
диабета. Использование датчиков позволит замкнуть цепь контроля в
аппаратах "искусственная поджелудочная железа".
В ближайшие десять лет, по-видимому, поступят в продажу и другие датчики,
позволяющие, например, определять содержа* ние отдельных компонентов
крови. Появятся и биоэлектронные иммуносенсоры, причем в некоторых из них
будет использоваться полевой эффект транзисторов. На их основе
предполагается создать относительно дешевые приборы, способные определять
и поддерживать на заданном уровне концентрацию широкого круга веществ в
жидкостях тела, что может вызвать переворот в диагностике.
Специфические каталитические свойства биологических систем не нашли пока
