×

6 Ноября 2019 11:45
2728
0
6 Ноября 2019 11:45
2728
0

"В Советской Союзе была очень широкая микробиологическая промышленность, были антибиотические комбинаты, витаминные, где часть из них делали микробиологически, были ферментные заводы, был белок одноклеточных, было 26 гидролизных заводов, часто бывших градообразующими предприятиями. Но все это сейчас закрыто. Сейчас только работает новый лизиновый завод (но он один выпускает лизина столько же, сколько все заводы в Советском Союзе вместе взятые), остался модернизированный завод в Бердске Новосибирской области («Сиббиофарм») по производству ферментов. Они планируют модернизацию, мы разработали для них три фермента (фитаза, глюканаза и ксиланаза), конкурентоспособные по производительности...".

 

"Почему мы называем микробиологическое производство промышленным – здесь речь идет уже о больших стерильных аппаратах, к примеру, объемом 60 м3, куда запускают специально выведенные микроорганизмы, называемые промышленным штаммом. Это очень ценная вещь, потому что создание штамма – это сама по себе комплексная работа генетиков, биохимиков, людей, которые занимаются ферментацией, химиков, выделяющих и очищающих получаемые вещества. Началось с этого. А потом в 1964 г. мы начали производство L-лизина. У нас вообще был очень большой дефицит белка в кормах для животных, который существует и сегодня. Сейчас мы просто закупаем 2,5 млн тонн сои, хотя и свое производство сои у нас активно развивается. Тогда же у нас сои вообще не было, кроме, наверное, Дальнего Востока, но это были очень маленькие объемы".

 

"Соответственно, возник вопрос, как восполнить дефицит белка в кормах? И решили делать белок микробиологический, потому что микроорганизмы состоят из того же набора, что и все остальные организмы – белков, жиров, углеводов и т.д. И белок можно в корм добавлять как микроорганизмы, те же дрожжи, к примеру. Поэтому получила развитие промышленность т.н. белков одноклеточных, которая производила белок на базе гидролизатов. У нас была большая гидролизная промышленность... то есть гидролизовали древесину, опилки, превращали их в сахара, получали из него спирт. На этих же гидролизатах можно растить и микроорганизмы для корма. Потом стали их производить на базе парафинов нефти. Мы делали около 1 млн тонн белка из парафинов, из гидролизатов делали еще 200-300 тыс. тонн, потом начали разрабатывать технологию получения белка из этанола, метанола... И для того, чтобы вся эта промышленность развивалась, на правах небольшого министерства было создано Главное управление микробиологической промышленности при Совете министров СССР. Тогда туда включили производство антибиотиков, белка одноклеточных. К этому времени уже стало развиваться и производство ферментов или биокатализаторов (тоже построили два больших завода) и аминокислот".

 

"На этой базе у нас стала развиваться промышленное производство аминокислот, - сначала создали производство в Молдавии, потом построили завод в Армении, потому уже большое производство в Шебекино Белгородской области. Постепенно эти промышленные штаммы-продуценты развивались и как раз в 1968 г. этот отдел был преобразован в наш институт. В свое время мы производили 40 тыс. тонн лизина, потом с развалом Советского Союза это прекратили. И когда мы с недавних пор снова стали выращивать порядка 100 млн тонн пшеницы, задумались – не пора ли вообще-то возродить его производство. В 2010-2012 гг.мы действительно создали новый штамм-продуцент лизина, вполне на мировом уровне. И если к 80-м гг. в Советском Союзе нам удалось разработать штаммы с производительностью 50-60 г. лизина на литр. Сегодня же мы говорим о выходе 200 г. лизина на литр. Он получается чистым, можно его уже не выделять, а просто сушить, - вместе с микроорганизмами получается 70% лизин. На базе этой технологии в Белгородской области был создан «Завод Премиксов №1», который сейчас производит около 57 тыс. тонн лизина в год, примерно на 40% покрывая внутрироссийские потребности".

 

"Что касается еще одной незаменимой аминокислоты – треонина, мы как раз по нему заканчиваем работу. В свое время получилось так. Когда мы синтезировали лизин, мы параллельно начали работать и над другими аминокислотами, - треонин, лицин и т.д. Дело в том, что в небольшом количестве все аминокислоты можно произвести микробиологически, но они не для кормов, а для перинатального питания (после операции, к примеру). И в это время появилась технология генной инженерии. И мы первыми в мире применили технологию рекомбинантной ДНК в создании штамма-продуцента треонина. До этого использовался мутагенез и скрещивание... В итоге мы практически в течение 5-ти месяцев получили штамм, который был в 5-10 раз по производительности лучше всего, что было получено в мире.  А до этого и мы работали 5-7 лет, японцы работали, многие ученые над этим трудились... После этого я был в Японии, доложил на конгрессе о создании такого штамма...ну японцы тут же приехали. Мы к этому времени уже ограниченно продали штамм в Швецию, Словакию. Они нам предложили хорошие деньги, но попросили лицензию на продажу по всему миру. Дали им лицензию на весь мир...".

 

"Японцы были настолько впечатлены нашими успехами, что предложили заключить договор для дальнейшего улучшения лизина и других аминокислот для них. Так как это был уже 1989 г. и все разваливалось, мы практически все 1990-е гг. жили на эти японские деньги. На них работало три наших лаборатории.  В 1998 г. AjinomotoCo. создала совместно с нами институт, который называется Ajinomoto-GenetikaResearchInstitute (AGRI). После поползновений по нашей приватизации они предложили выкупить нашу долю и в 2003 г. этот институт стал полностью дочерней структурой корпорации AjinomotoCo., - они построили для него отдельное большое здание рядом с нами. Это довольно редкий случай, когда научно-исследовательский институт, зарегистрированный по российским законам, финансируется на 100% японцами, а работают практически 100% русских. Там только три японца – переводчик, научный координатор и менеджер. До сих пор там работает около 170 человек. Там очень много сейчас молодежи. И это, вообще-то говоря, лучший в мире институт по аминокислотам и микробиологическому производству".

 

"Три года назад мы начали совместную программу с «Сиббиофарм», разработали для них три фермента (фитаза, глюканаза и ксиланаза), конкурентоспособные по производительности. Там другой вопрос, конечно, будет трудным. Дело в том, что сами штаммы безвредны, но они генно-инженерные. Чтобы создать конкурентоспособный продукт, который бы синтезировал много нужного белка и с высоким качеством. Потому что, к примеру, фитаза есть у многих микроорганизмов, но у нее разная удельная активность, - у каких-то она активная, у других – не очень. Поэтому мы берем организм, который может много синтезировать белок, убираем его собственную фитазу и заменяем на другую, очень активную, и которую может синтезировать другой организм. Чтобы получилось и много и она была активной. Но итоговый организм создается с помощью технологий генной инженерии. Мы как-то и не задумывались над этим вопросом, потому что все, что продают нам китайцы – это точно такие же продукты работы генно-инженерных штаммов-продуцентов... Для министерства сельского хозяйства мы два года разрабатывали методические указания, но потом там сменилось руководство, а прежнее утвердить не успело...Там было прописано, что если некий продукт был получен с помощью генно-инженерных штаммов, но продукт не содержит живых организмов, не содержит ДНК этих организмов, то он регистрируется не как генно-инженерный. Но эти методические рекомендации остались неутвержденными... Поэтому мы сегодня находимся в очень большом волнении...Хотя китайская продукция – она вся генно-инженерная, и их ведь никто не спрашивает!".

 

"С генетическими технологиями у нас, конечно, плоховато. Поэтому и возникла идея этот федеральной научно-технической программы до 2027 г.  Дело в том, что у нас просто маленький фронт работ сейчас – у нас действительно есть какое-то небольшое количество людей, которые вполне владеют современными методами, но их мало. И для того, чтобы держаться на каком-то высоком уровне, они вынуждены тесно работать с иностранными компаниями и университетами, становясь частью уже мировой науки, которая их так или иначе полностью потом и поглощает".

 

"Пока объединение с НИЦ «Курчатовский институт» ни к чему хорошему не привело. Секвенатор у них действительно есть, он самый современный...Но, к сожалению, он работает не регулярно, будем так говорить, потому что очень дорогие реактивы. И работа в целом не налажена. Вообще говоря, у нас планировалось на этом секвенаторе прочитать несколько тысяч штаммов из нашей коллекции... В этом году мы хотели 1000 прочитать, в прошлом году мы запланировали 100, а прочитали 78. Но он там работал всего две недели. Сейчас когда он будет работать – я не знаю. То есть общая организация работ – не очень хорошая. Прибор есть, самый современный в мире, - ему бы нашу 1000 штаммов прочитать – на две недели работы... Но когда он будет работать – не ясно. Дело в том, что когда мы переходили в НИЦ «Курчатовский институт», очень надеялись, что у нас появится, наконец, базовое финансирование, как у академических институтов. То есть будет какая-то минимальная база, а дальше мы чего-то там будем еще зарабатывать. Но в итоге получили, конечно, очень смешную «базу» – 30 млн рублей, что ли. В этом году будет 50 млн. А у нас бюджет института 370-380 млн рублей. Откуда остальные деньги брать – трудно сказать".

 

"CRISPR, конечно, революцию не сделает в области бактерий. Эта система хороша тем, что точно распознает место, куда вы ее направите, и разрезает там ДНК, давай двойной разрыв. У животных, в т.ч. и у человека, у растений, этот двойной разрыв будет негомологично репарирован собственными системами. И дефект будет точно в этом месте, потому что он правильно сшиться не может. Таким образом, вы можете инактивировать любой ген у растений и у животных. А вот бактерии не могут репарировать поврежденные участки ДНК и просто погибают. Для того, чтобы они выжили, нужно делать какую-то рекомбинацию, подведя гомологичную ДНК к месту разрыва. И она должна рекомбинировать, встав на свое место. Но дело в том, что это та же сама гомологичная рекомбинация бактерий, которая сегодня уже широко используется. Сегодня же уже никто не делает плазмиды, все уже встраивают в хромосомы методом рекомбинации...Эта система уже отработана, если у вас идет хорошая рекомбинация, особо здесь CRISPR и не нужен".

 

"Наука, вообще-то говоря, очень полезна в тех областях, которые сегодня пока еще не на слуху. Например, есть микробы, которые могут расти просто на СО и СО2. Они восстанавливают СО до СО2, энергию черпают, а дальше – фиксируют, получают уксусную кислоту (CH3COOH), этанол и все такое. То есть они растут на газе, используя в качестве сырья СО2. И это, конечно, - будущее. Потому что все вокруг говорят о парниковом эффекте, изменении климата, необходимости сокращения выбросов СО2. Так лучше не сокращать, а просто использовать этот СО2 как сырье для этих бактерий. И 17 мая 2018 г. первый такой завод был запущен в Китае – он производит 46 тыс. тонн этанола, топлива, из газовых выбросов металлургического комбината. В середине следующего года металлургический гигант ArcelorMittal планирует запустить аналогичный завод на 50 тыс. тонн топливного этанола в г. Генте, Бельгия. У нас же никто просто не работает с этими бактериями...Знают, конечно, что такие есть, но ни одна лаборатория по этому направлению не работает".

 

"Есть еще одна вещь, она связана с проблемой хранения энергии при возобновляемых методах добычи. У нас это, конечно, не развивается – страна богата минеральными ресурсами. Наши ветровые электростанции за год вырабатывают столько же электроэнергии, сколько китайские за один час. А там и своя наука уже. Дело в том, что все ветровые и солнечные электростанции сталкиваются с проблемой хранения вырабатываемой энергии. Днем солнце есть – ночью нет, ветер дует – не дует. Часто возникает избыток энергии, который нужно как-то хранить. И запасать его можно в виде химических связей. Ну, например, в Дании, где вырабатывается 25% на ветроэлектростанциях. И когда, например, ночью дует ветер, они просто не знают, куда его девать – они даже, наоборот, платят, если кто-то его потребляет. А в принципе, когда избыток есть, можно просто запустить гидролиз воды – получаем H2 и СО2, добавляем микробы, которые растут на СО2 – и они вам выработают уксусную кислоту и этанол. И это можно хранить уже как топливо. И в Германии уже есть такой цех – стоит маленький спиртовой завод, который делает СО2. Когда вы из зерна делаете спирт, у вас половина идет в спирт, половина – в углекислоту. Вот у них стоят там ветряки и этот спиртовой завод. Берется СО2, дается гидролиз и эти микробы, которые производят уксусную кислоту. Сначала они делали просто Н2 (оказывается, 2-5% Н2 разрешено в Германии и Великобритании запускать в газовые сети). А потом они добавили СО2 к Н2 и создали такой консорциум микроорганизмов, который в итоге производит уксусную кислоту, а потом – метан. Финансирует это итальянская Enel, которая, кстати, производит 10% электричества у нас в стране".


Полная расшифровка интервью:

 

Сергей Мальцев:  Здравствуйте, уважаемые коллеги! Сегодня мы в гостях у очень интересного и уважаемого человека, Владимира Георгиевича Дебабова, советского и российского ученого, Доктора биологических наук, академика РАН, научного руководителя НИЦ «Курчатовский институт» - ГосНИИгенетика. Здравствуйте, Владимир Георгиевич!

 

Владимир Дебабов: Добрый день!

 

С.М. : Прежде всего, хотелось бы вам пожелать доброго здоровья – у вас скоро день рождения, - и продолжения активной научной деятельности!

 

В.Д. : Спасибо!

 

С.М.: Ну и первый вопрос к вам. Расскажите, пожалуйста, что такое промышленные микроорганизмы и об истории возникновения этой отрасли у нас в стране. Вы стояли у истоков создания микробиологической промышленности у нас в стране, синтезировали еще в 1960-х гг. L-лизин, в 1970-х гг. – первые в мире треонин, с использованием технологии рекомбинантной ДНК (позже получившей ярлык «ГМО»). И чем вы занимаетесь сегодня?

 

В.Д. : Исторически, человек использовал микроорганизмы в практических целях с очень давних времен – те же кисломолочные продукты, спирт и вино – это тоже дрожжи, хлеб...Что же такое промышленная микробиология – это уже крупные объемы производства, отрасль возникла в конце 1940-х гг. в связи с необходимостью производства антибиотиков. Почему же началась селекция и генетика микроорганизмов? Потому что плесневые грибы Penicillium notatum, из которых и получил пенициллин А. Флемминг, производят его в очень маленьком количестве, соответственно, он был очень дорогим, - дороже золота. Пенициллин начали массово производить к концу войны в Великобритании и США, - к нам попадали уже крохи. Если бы такое противоинфекционное средство у нас был в то время в достаточном количестве, то, конечно, мы смогли бы спасти миллионы раненных.

 

Соответственно, встал вопрос, как сделать так, чтобы эти микроорганизмы стали вырабатывать больше нужно нам вещества - пенициллина? Началась их селекция - обрабатывали различными мутагенами, отбирали более активные штаммы. В то время уже знали, что ДНК является агентом наследственности, но еще не умели ничего с ней делать. Но уже умели скрещивать, потому что микроорганизмы, как и животные также могут скрещиваться. Выводили один штамм, у которого были одни полезные свойства, был другой штамм – их скрещивали, отбирали в их потомстве лучшее и т.д. Собственно, создатель нашего института («Государственный НИИ генетики и селекции промышленных микроорганизмов»), Сос Исаакович Алиханян, работал сначала в Институте антибиотиков, созданном после ВОВ, когда и началась развиваться промышленное производство антибиотиков. Он и был автором первых отечественных штаммов-производителей пенициллина, стрептомицина, олеандомицина. На базе его лаборатории был создан радиобиологический отдел в Курчатовском институте, позже на его основе был создан уже Институт генетики.

 

В итоге у нас была создана очень мощная промышленность антибиотиков, было 3 или 4 больших производственных комбината, в Пензе, Красноярске, Саранске... К 1980-м гг. по производству антибиотиков мы занимали второе место в мире после США. Нужно отметить, что сегодня мы ни одного мг антибиотиков не производим – все покупаем. А делали мы антибиотики не только для собственных нужно, но и для всех стран социалистического блока, а также других дружественных стран. Почему мы называем это производство промышленным – здесь речь идет уже о больших стерильных аппаратах, к примеру, объемом 60 м3, куда запускают специально выведенные микроорганизмы, называемые промышленным штаммом. Это очень ценная вещь, потому что создание штамма – это сама по себе комплексная работа генетиков, биохимиков, людей, которые занимаются ферментацией, химиков, выделяющих и очищающих получаемые вещества.

 

Началось с этого. А потом в 1964 г. мы начали производство L-лизина. У нас вообще был очень большой дефицит белка в кормах для животных, который существует и сегодня. Сейчас мы просто закупаем 2,5 млн тонн сои, хотя и свое производство сои у нас активно развивается. Тогда же у нас сои вообще не было, кроме, наверное, Дальнего Востока, но это были очень маленькие объемы. Соответственно, возник вопрос, как восполнить дефицит белка в кормах? И решили делать белок микробиологический, потому что микроорганизмы состоят из того же набора, что и все остальные организмы – белков, жиров, углеводов и т.д. И белок можно в корм добавлять как микроорганизмы, те же дрожжи, к примеру. Поэтому получила развитие промышленность т.н. белков одноклеточных, которая производила белок на базе гидролизатов. У нас была большая гидролизная промышленность – то есть гидролизовали древесину, опилки, превращали их в сахара, получали из него спирт. На этих же гидролизатах можно растить и микроорганизмы для корма. Потом стали их производить на базе парафинов нефти. Тогда они были отходом. При производстве дизельного топлива, туда попадают более длинные молекулы парафина, которые способствуют загустению топлива при понижении температуры. Поэтому делают депарафинизацию топлива – у нас была разработана очень хорошая технология по их выделению, но не знали, что с ними делать. В итога на них также стали выращивать микроорганизмы, был создан специальный Институт белка АН РАН.

 

Так как все это вылилось в большую промышленность, мы делали около 1 млн тонн белка из парафинов, из гидролизатов делали еще 200-300 тыс. тонн, потом начали разрабатывать технологию получения белка из газа (это, конечно, не успело дойти до производства, но очень большая промышленная установка в Светлом Яре – работала), этанола, метанола...И для того, чтобы вся эта промышленность развивалась, на правах небольшого министерства было создано Главное управление микробиологической промышленности при Совете министров СССР. Тогда туда включили производство антибиотиков, белка одноклеточных. К этому времени уже стало развиваться и производство ферментов или биокатализаторов (тоже построили два больших завода) и аминокислот. Дело в том, что к этому времени в мире (Япония была первой) уже стали искусственно производить незаменимые аминокислоты. Микроорганизмы могут производить для себя все, что нужно – им только нужно дать для этого исходный сахар, минеральные соли, азот и фосфор. На базе этого они сами построят свой организм. Белки всех организмов состоят из 20 аминокислот, и у них в том числе. Но если растения и микроорганизмы могут сами синтезировать все аминокислоты, то высшие организмы, и человек в т.ч. – не могут их все синтезировать, они должны их получать с едой. Поэтому они и называются незаменимыми аминокислотами.

 

Особенно остро проблема стоит для сельскохозяйственных животных с однокамерным желудком, таких как свиньи, птицы – как раз то животноводство, которое интенсивно развивается. И чтобы получить мясо, эти животные должны получать аминокислоты с едой, в то время как в растительных кормах некоторых незаменимых аминокислот очень мало. Поэтому пытались добавлять в животные корма костную муку, рыбную муку, но этого не хватало. Тогда пошли от обратно и начали выяснять, каких конкретно незаменимых аминокислот больше всего не хватает в пшенице, других злаковых – тех культурах, которыми у нас обычно кормят животных. Оказалось, что там больше всего нет метионина, лизина и треонина. Но метионин – единственная аминокислота, которую можно синтезировать химически, поэтому встал вопрос о синтезе лизина и треонина. И если вы кормите свинью, к примеру, чтобы она нарастила кг мяса (мышечные клетки), ей нужно съесть 7-8 кг корма, пшеницы, к примеру. Почему так много, потому что не хватает каких-то незаменимых аминоксилот. И она в итоге строит свой белок по дефициту того, каких аминокислот не хватает, а лишнее – просто сжигает, превращая в жир, а не месо. Соответственно, если вы добавляете 3 кг лизина на 1 тонну корма, свинье для наращивания 1 кг мяса требуется не 8 кг, а уже 3-4. То есть вы вдвое экономите на количестве корма.

 

Соответственно, нужно было разработать технологию искусственного получения лизина. Мы тогда еще были в радиобиологическом отделе Курчатовского института, это было еще при Н.Хрущеве в 1964 г., мы получили задание на создание такого штамма микроорганизма. Причем, за один год – и к концу года выдать 200 кг лизина. Все сотрудники института сидели в мыле, делали первые штаммы-продуценты лизина. Но в итоге был создан штамм, который производил 18 г в литре лизина. И это уже был большой прогресс, потому что, вообще говоря, микроорганизмы во внешнюю среду аминокислоты не выбрасывают, наоборот – активно их потребляют. Тогда в Курчатовском институте были колоссального размера мастерские, в них работало по 1,5 тыс. человек – первый Токамак ведь они сделали у себя своими руками. Ну раз такое правительственное задание – они за два месяца создали установку (ферментер на 3 м3, ионообменные колонки, выпариватель, кристаллизатор). Вообще-то говоря я химик по образованию, первые несколько лет работал в Институте органической химии в Москве, но увлекся биологией и перешел к Сос Исааковичу Алиханяну. Он мне сказал: «Ну ты же химик, аминоксилоты-то ты знаешь, вот тебе группа для науки, а параллельно – занимайся вот этим». Кончилось, конечно тем, что мы там сидели и ночь и день, но к январю мы в итоге выдали первые 200 кг лизина.

 

И на этой базе у нас стала развиваться промышленное производство аминокислот, - сначала создали производство в Молдавии, потом построили завод в Армении, потому уже большое производство в Шебекино Белгородской области. Постепенно эти промышленные штаммы-продуценты развивались и как раз в 1968 г. этот отдел был преобразован в наш институт. Нужно сказать, что Главмикробиопром открыл и много других отраслевых НИИ, - Институт синтеза белка, Институт витамином, Институт антибиотиков, потом был Институт биотехнологий. Сейчас они все исчезли – мы не производим ни грамма витаминов. Да, в свое время мы производили 40 тыс. тонн лизина, потом с развалом Советского Союза это прекратили. И когда мы с недавних пор снова стали выращивать порядка 100 млн тонн пшеницы, задумались – не пора ли вообще-то возродить его производство. Ну и есть такой губернатор Савченко в Белгородской области, очень прогрессивный. Там сформировался уже мощный птицепром, который можно считать одним из самых передовых в мире. Он лучше американского по основным показателям, потому что был построен совсем недавно, технологическая линия была куплена «под ключ» у голландцев и израильтян, вплоть до импорта яиц. Потому что бройлеры – это же генетические «кросы», которых у нас пока нет. Только сейчас начинают об этом задумываться, может быть в рамках недавно принятой федеральном НТП по развитию генетических технологий это будет сделано. Птицепром, конечно, дает потрясающий пример. Скажем, бройлер, от рождения до попадания на прилавок с весом 800-900 г., то есть за всю свою небольшую жизнь, съедает только 1,2 кг корма. Но этот корм зато очень сбалансирован по аминокислотам (там есть и метионин, лизин и треонин, валин), 15 витаминов, легкоперевариваемый белок.

 

Самая дешевая глюкоза получается из пшеницы. Пшеницу перерабатывают в белок (клейковина) и крахмал, который быстро превращают в глюкозу, которая и является основным сырьем для микробиологической промышленности. Очень хорошее сырье, потому что это прозрачный раствор – раньше делали на мелассе (т.н. черная патока), отходах сахарного производства, - черная такая жидкость с большим количеством трудносчищаемой грязи. Все это началось в 2010-2012 гг., к этому времени мы уже много лет лизином не занимались...Но в итоге сделали программу государственно-частного партнерства, где бизнес взялся построить промышленное производство, а государство дало деньги нам на разработку технологии. И за три года мы действительно создали новый штамм-продуцент лизина, вполне на мировом уровне. К 80-м гг. в Советском Союзе нам удалось разработать штаммы с производительностью 50-60 г. лизина на литр. Сегодня же мы говорим о выходе 200 г. лизина на литр. Он получается чистым, можно его уже не выделять, а просто сушить, - вместе с микроорганизмами получается 70% лизин. Это «Завод Премиксов №1» сейчас производит около 57 тыс. тонн лизина в год.

 

С.М. : Он закрывает российские потребности?

 

В.Д. : Нет, сейчас мы потребляем 120-130 тыс. тонн лизина, то есть он покрывает потребности сельского хозяйства где-то на 40%. Потому что 57 тыс. тонн – это именно производство 70% лизина, а если пересчитать на 100%... Нужно, конечно, еще производство открывать...

 

С.М. : А в кормах обязательно использовать 100% лизин?

 

В.Д. : Нет, не обязательно. Его же добавляют в премиксы – на тонну корма 3 кг лизина. И если у вас 70% лизин, надо его добавить больше, условно 4 кг. Первый искусственно синтезированный лизин получали так: проводили ферментацию, потом отделяли клетки и лизин через ионно-обменные колонки, элюировали, выпаривали, кристаллизовали. В итоге получался 98% кристаллический лизин. Но за последние лет 10 уже ни одного такого завода построено не было. То есть поменяли сырье, перешли практически на чистую глюкозу, и стало понятно, что можно лизин уже от самих клеток-то и не отделять. Сегодня в мире есть два продукта – сульфат лизина (65-70%) и кристаллический лизин (98%). Те заводы, которые были построены ранее, они продолжают производить кристаллический лизин по более ранней технологии.

 

Вообще наша страна имеет потенциал стать микробиологической фабрикой мира, потому что у нас огромное количество сырья (а нас зерна – много). Вот мы гордимся, что у нас большие урожаи и мы его экспортируем, но это то же самое, как вывозить сырую нефть. Поэтому было бы очень выгодно его сначала перерабатывать, к примеру, в лизин. Завод глубокой переработки зерна в Белгородской области перерабатывает 250 тыс. тонн пшеницы. Там выделяют клейковину (белок зерна), которая пользуется колоссальным спросом. Лизиновый завод уже заключил контракты на зарубежные поставки на многие года вперед. И нам клейковина нужна, - хлеб у нас не очень хорошего качества, потому что используем мягкую пшеницу, в которой очень мало белка – собственно клейковины. Поэтому он рассыпается. Но в принципе, если бы мы запустили более масштабные производства глубокой переработки зерна для нужно микробиологической промышленности, у нас было бы много клейковины. Эта клейковина могла бы заменить сою (мы ее сегодня ввозим ради белка) в качестве добавок в свои корма, и второе – можно было бы улучшить качество нашего хлеба. Клейковину можно просто добавить к нашей муке из мягкой пшеницы – получается хлеб хорошего качества. Вся эта ноздреватость – это все клейковина, и питательность, качество хлеба будут совсем иным.

 

И потом, у нас из глубины России просто трудно вывести зерно. Непонятно, куда, например, с Алтая вести зерно – по 3000 км и до Новороссийска и до Владивостока. И пока пшеница по железной дороге поедете – она потеряет уже в цене, потому что она биржевая, смысла нет. Сейчас государство дает дотации для перевозок зерна по ж/д, но в принципе, это же не экономично. Поэтому уже сейчас площади под зерно в Сибири сокращаются, потому что вывести его трудно, а себе так много не нужно. Понятно, что из Ростовской области, с Кубани, из Ставрополья очень хорошо возить до Новороссийска, конкуренцию этому, конечно, составить трудно. Даже из Башкирии или Саратовской области уже трудно вывозить. Поэтому в принципе, можно было бы это зерно перерабатывать на месте. Во-первых, мы бы решили проблему с недостатком кормовых белков, во вторых – получили бы сырье для развития микробиологической промышленности. Причем, не только в интересах нашей страны, но и для экспорта.

 

Все говорят, а сколько нам еще нужно лизина? Ну, наверное, еще один такой завод – и свою потребность в лизине мы закроем. Но, в принципе, можно было бы 10 таких заводов еще построить. Почему? У нас есть избыток зерна, (Китай в этом плане не конкурент – они съедают свое зерно, у них огромное население, его нужно кормить – они начали в большом количестве ввозить сельскохозяйственную продукцию), электричество там практически в два раза дороже, чем у нас, пресной воды у них мало. То есть у нас, объективно, для развития микробиологической промышленности, есть все. Нет только целеполагания и инвестиций. А мы могли бы быть вполне конкурентоспособными. С нами может конкурировать, может быть, по цене только Бразилия, - там дешевый сахар и электричество. Но для этого требуются большие инвестиции – лизиновый завод в Белгородской области стоит 300-400 млн Евро, и окупаться он будет долго – лет десять. Ему, конечно, хорошие дали гарантии – Область. Потом построил его богатый холдинг «Приасколье», у которого 12 бройлерных заводов - было что заложить под кредиты, которые дали под хорошие проценты, порядка 7,5%, при этом дали отсрочку по выплате процентов в первые три года. И то, при таких щадящих условиях окупаться он будет лет 7-8. Но мы в итоге частично закрыли потребности своего рынка. На самом деле, если бы такого уровня инвестиции были возможны, мы могли бы, конечно, производить лизин не только для себя, но и для Ирана, к примеру, стран Восточной Европы.

 

Что касается еще одной незаменимой аминокислоты – треонина, мы как раз по нему заканчиваем работу. В свое время получилось так. Когда мы синтезировали лизин, мы параллельно начали работать и над другими аминокислотами, - треонин, лицин и т.д. Дело в том, что в небольшом количестве все аминокислоты можно произвести микробиологически, но они не для кормов, а для перинатального питания (после операции, к примеру). И в это время появилась технология генной инженерии. И мы первыми в мире применили технологию рекомбинантной ДНК в создании штамма-продуцента треонина. До этого использовался мутагенез и скрещивание...

 

С.М.: Насколько технологии генной инженерии тогда упростили вам процесс получения продуктивных штаммов?

 

В.Д. : Ну конечно, упростили. Мы практически в течение 5-ти месяцев получили штамм, который в 5-10 раз был по производительности лучше всего, что было получено в мире.  А до этого и мы работали 5-7 лет, японцы работали, многие ученые над этим трудились...После этого я был в Японии, доложил на конгрессе о создании такого штамма...ну японцы тут же приехали. Мы к этому времени уже ограниченно продали штамм в Швецию, Словакию. Они нам предложили хорошие деньги, но попросили лицензию на продажу по всему миру. Дали им лицензию на весь мир...Они вообще были так впечатлены нашими успехами, что предложили заключить договор для дальнейшего улучшения лизина и других аминокислот для них. Так как это был уже 1989 г. и все разваливалось, мы практически все 1990-е гг. жили на эти японские деньги. На них работало три наших лаборатории, мы получали $300 тыс. Прошло какое-то время, 3-4 года. А в договоре у нас было прописано, что они вносили какую-то не особо большую начальную сумму, а дальше они были должны платить роялти, то есть часть доходов, которые они получают с производства. Мы им говорим: «Что же, у вас производства нет, а мы вам лицензию продали, и теперь несем убытки. И если бы мы продали другим, получали бы роялти от них, а от вас сейчас ничего не получаем».  Они в итоге согласились платить нам $250 тыс. в год. И это было неплохо, особенно в то время, курс был хороший. Вот мы так и прожили 1990-е гг., когда все остальные прикладные НИИ позакрывались.

 

С.М.: То есть вас спасли японцы...

 

В.Д.: Работа наша нас спасла и... японские деньги, да. Потом в 1998 г. AjinomotoCo. создала совместно с нами институт, который называется Ajinomoto-GenetikaResearchInstitute (AGRI). После поползновений по нашей приватизации они предложили выкупить нашу долю и в 2003 г. этот институт стал полностью дочерней структурой корпорации AjinomotoCo., они построили для него отдельное большое здание рядом с нами. Это довольно редкий случай, когда научно-исследовательский институт, зарегистрированный по российским законам, финансируется на 100% японцами, а работают практически 100% русских. Там только три японца – переводчик, научный координатор и менеджер. До сих пор там работает около 170 человек.

 

С.М.: Он же находится у вас на территории?

 

В.Д.: Нет, зачем, это их собственная территория. Также как и нам, Москва им выделила территорию. Там очень много сейчас молодежи. Это, вообще-то говоря, лучший в мире институт по аминокислотам и микробиологическому производству. AjinomotoCo. была пионером по производству аминокислот в мире. Сейчас, конечно, много других стран их производят, Китай, Ю.Корея. Америка, кстати, вот мы все говорим об ее деиндустриализации, а они вообще-то лизином себя, треонином полностью обеспечивают, имея очень сильное микробиологическое производство. Они и биоразлагаемые пластики делают...Не бросили производить они и антибиотики. У них сырьевая база хорошая, кукуруза...

 

С.М.: Пшеница, соя, опять же...

 

В.Д.: Для микробиологической промышленности нужны сахара, а это кукуруза, которого там еще больше, чем в пшенице. Но мы подсчитали, у нас в России получается крахмал пшеничный практически не дороже, чем американский кукурузный. То есть мы в принципе потенциально конкурентоспособны... Но переработка зерна, я думаю, она все равно будет. Экономика сама подталкивает в этому, так как зерна много. Его нужно перерабатывать, нам нужна клейковина. О лизиновом заводе я уже говорил, у нас есть также завод в Миллерово, который не производит лизин, но перерабатывает зерно и кукурузу, получая клейковину и патоку.

 

С.М.: А для чего это используется дальше?

 

В.Д.: Патока используется в пищевой промышленности, потом можно превращать ее во фруктозу – это получается глюкозный сироп. Во-первых, он широко используется в кондитерской промышленности, - в леденцах, например, чтобы они оставались прозрачными и не засахаривались...Потом очень большой завод по переработке стоит в Ефремово, который в свое время купила там американская Cargill. Сейчас он перерабатывает, по-моему, 600 или даже 800 тыс. тонн кукурузы. Всю нашу кондитерскую промышленность глюкозным сиропом снабжает этот завод Cargill. Они же делают фруктозные сиропы, а фруктоза – слаще сахара. Если знаете, в Coca-ColaLight– там даже не фруктоза, а подсластитель типа аспартама, который в 300 раз слаще сахара. На самом деле – это две аминокислоты (L-Аспартил-L-фенилаланин).

 

К сожалению, в Советской Союзе была очень широкая микробиологическая промышленность, были антибиотические комбинаты, витаминные, где часть из них делали микробиологически, были ферментные заводы, был белок одноклеточных, было 26 гидролизных заводов, часто бывших градообразующими предприятиями. Но все это закрыто. Сейчас только работает новый лизиновый завод (стоит, тем не менее, отметить, что он один выпускает лизина столько же, сколько все заводы в Советском Союзе вместе взятые), остался модернизированный завод в Бердске Новосибирской области (сейчас это «Сиббиофарм») по производству ферментов. Они планируют модернизацию, мы с ними работаем...Дело в том, что так как прикладную науку тоже закрыли, то они и конкурировать не могли с теми же китайцами. Три года назад мы начали совместную с ними программу, мы разработали для них три фермента, конкурентоспособные по производительности. Сейчас они их будут уже выпускать. 

 

С.М.: А можете чуть поподробнее рассказать об этих ферментах? Для кормовых добавок?

 

В.Д.: Да, например, фитаза. У всех злаковых есть фитиновая кислота, - такое циклическое шестичленное вещество, где все гидроксильные группы заменены фосфором. В принципе, вещество не хорошее, потому что оно ингибирует пищеварение. Поэтому хотелось бы эту фосфорную кислоту «обстричь», это и делает фермент фитаза, который отщепляет фосфор от фитина. И если добавить в корма фитазу, она отщепляет фосфор – в результате пропадает ингибирование и улучшается фосфорное питание. Выпускали они фитазу сначала, потом появилась очень дешевая китайская... Сейчас мы разработали новый высокопроизводительный штамм , который им поможет конкурировать. Глюканаза. Кроме крахмала в растительных кормах есть и другие сахара, которые трудно перевариваются. Можно добавить ферменты для улучшения их расщепления. И третий фермент – это ксиланаза. В корма добавляют еще амилазу, протеазу иногда, но вот эти три фермента (фитаза, глюканаза и ксиланаза) – составляют 80% всех ферментов, которые добавляют сегодня в животные корма. Надеюсь, сейчас начнется их производство.

 

Там другой вопрос, конечно, будет трудным. Дело в том, что сами штаммы безвредны, но они генно-инженерные. Чтобы создать конкурентоспособный продукт, который бы синтезировал много нужно белка и с высоким качеством. Потому что, к примеру, фитаза есть у многих микроорганизмов, но у нее разная удельная активность, - у каких-то она активная, у других – не очень. Поэтому мы берем организм, который может много синтезировать белок, убираем его собственную фитазу и заменяем на другую, очень активную, и которую может синтезировать другой организм. Чтобы получилось и много и она была активной. Но итоговый организм создается с помощью технологий генной инженерии. Мы как-то и не задумывались над этим вопросом, потому что все, что продают нам китайцы – это точно такие же продукты работы генно-инженерных штаммов-продуцентов. 

 

С.М.: Но лизин и треонин, который вы еще в Советском Союзесинтезировали, он же тоже получался из генно-инженерных штаммов-продуцентов?

 

В.Д.: Лизин, можно, сказать, был...Лизин, который был синтезирован тогда, с продуктивностью до 90 г. на литр, он был не генно-модифицированный. А так как сегодня уже практически все геномы прочитаны, известны, какие мутации возникают, мы практически, когда вновь приступили к созданию промышленного штамма, создали его denovo (вновь). Потому что было уже известно, что нужно менять, удалять... Все равно идет т.н. селекция с давлением, когда некоторые вещи возникают самопроизвольно при определенном селективном давлении. Но дело в том, что в нашем дурацком законе написано, что если вы создали штамм методами генной инженерии, надо его регистрировать. Но сегодня такая технология...Вот вы, например, хотите заменить одну аминокислоту на другую. Это можно сделать с помощью технологии рекомбинантной ДНК, а можете просто сказать, что смогли отобрать в процессе мутации. И понять невозможно, как вы в действительности это сделали. Давайте регистрировать опасность или безопасность получаемого продукта, а как я его получил – да какая разница! Тем более, что в лаборатории и научных исследованиях у нас разрешается использоваться все.

 

Тем не менее, в штамме-продуценте лизина – сторонних генов нет, какой-то ген усилен, какой-то убран, какие-то инактивированы...но все это на базе собственного генома. А здесь в случае трех новых ферментов мы все-таки белок взяли уже из другого организма и вообще-то не знаем, как это регистрировать. Как продукт, наверное, можно зарегистрировать... И то, для министерства сельского хозяйства мы два года разрабатывали методические указания, но потом там сменилось руководство, а прежнее утвердить не успело...Там было прописано, что если некий продукт был получен с помощью генно-инженерных штаммов, но продукт не содержит живых организмов, не содержит ДНК этих организмов, то он регистрируется не как генно-инженерный. Но эти методические рекомендации остались неутвержденными... хотя для ферментов, которые мы разработали для «Сиббиофарма» мы можем гарантировать, что ни не содержат (их очищают) ДНК, нет живых организмов...Если бы успели утвердить эти МуКи, продукты мы бы новые провели. Но дело в том, что теперь мы должны регистрировать не только конечный продукт, но и сам штамм-продуцент. А они сразу скажут, что у нас он генно-инженерный, а по нашим законам – условия работы с любым генно-инженерным штаммом такие же, как и работа с чумой. Сливать все стоки (это в промышленном производстве, конечно, невозможно), работа в масках и т.д. Поэтому мы сегодня находимся в очень большом волнении...Хотя китайская продукция – она вся генно-инженерная, и их ведь никто не спрашивает!

 

А так, конечно, что сказать, мы – практически единственный отраслевой НИИ, оставшийся от былой мощи. И, конечно, у нас и условия не очень хорошие. Мы – не академический институт, у нас практически никогда не было базового финансирования. Все деньги, которые мы получали – это могли быть гранты...С одной стороны, иногда это были приличные деньги, когда, к примеру, государство финансировало наши разработки лизина, треонина (в этом году эта программа заканчивается). Как дальше, непонятно пока...

 

С.М.: Но вы же недавно фосфолипазу А2 (PLA2) синтезировали? Может быть пойдут деньги, наконец, на поддержку разработки ферментов для пищевой промышленности?

 

В.Д.: Пока с ними, конечно, у нас еще нет никаких контрактов. Да, действительно, мы начинали заниматься с ЭФКО синтезом фосфолипазы, но потом они переключились на... Есть, конечно, еще институты, которые занимаются ферментами...

 

С.М.: Мы сейчас уже говорим о ферментах уже для пищевой промышленности?

 

В.Д.: Да, сейчас, по-моему, ЭФКО работает с ФИЦ «Фундаментальные основы биотехнологии» РАН (образовался после присоединения к Институту биохимии им. А.Н.Баха Института микробиологии им. С.Н.Виноградского и  Центра «Биоинженерия»), где работают ученые с кафедры химической энзимологии МГУ (Синицын, Тишков, Попов). Там действительно собрался коллектив, который очень хорошо работает с ферментами, могут их охарактеризовать. Но чуть похуже работают они с генетическими технологиями.

 

А с генетическими технологиями у нас, конечно, плоховато. Поэтому и возникла идея этот федеральной научно-технической программы до 2027 г.  Дело в том, что у нас просто маленький фронт работ сейчас – у нас действительно есть какое-то небольшое количество людей, которые вполне владеют современными методами, но их мало. И для того, чтобы держаться на каком-то высоком уровне, они вынуждены тесно работать с иностранными компаниями и университетами, становясь частью уже мировой науки, которая их так или иначе полностью потом и поглощает. Работает у нас, к примеру, Константин Северинов в Skoltech, очень способный человек – они в Сколково, и в Институте молекулярной генетики РАН, и в Институте биологии гена РАН, ну и в Rutgers University его работу тоже никто не отменял. И вот каким его ученым считать? Он очень активно публикуется. Ситуация такая...чтобы достигнуть каких-то вершин, должен быть горный хребет и над ним уже – какие-то вершины. Вот у нас просто этого горного хребта нет...А у нас все время говорят «давайте сделаем прорыв...». Ну невозможно сделать прорыв, равнина у нас – откуда взяться вершинам в степи...То есть фронт работ у нас очень небольшой, при этом очень много работ не очень современного уровня, так скажем, вторичных, третичных...

 

У нас метания все время какие-то. Говорят, что в США много фундаментальной науки в университетах – давайте развивать и у нас. И бросили большие деньги в ВУЗы, например, в Белгородский университет (а это – бывший Пединститут), еще куда-то...Огромное количество прибором просто не работаем там в итоге, потому что специалистов нет. И деньги растворились...нет, есть конечно, что-то, в Москве есть 5-6 сильных институтов, в Санкт-Петербурге есть, в Новосибирске еще есть. А вот во Владивостоке на о. Русский уже кадров нет. Поэтому, конечно, довольно трудная ситуация.

 

С.М.: Скажите, а ваше обратное вхождение в НИЦ «Курчатовский институт» как-то сказалось на вас? Вы же планировали использовать их секвенатор...

 

В.Д.: Пока объединение ни к чему хорошему не привело. А секвенатор у них действительно есть, он самый современный...Но, к сожалению, он работает не регулярно, будем так говорить, потому что очень дорогие реактивы. И работа в целом не налажена. Вообще говоря, у нас планировалось на этом секвенаторе прочитать несколько тысяч штаммов из нашей коллекции...

 

С.М.: А у вас большая коллекция промышленных микроорганизмов?

 

В.Д.: Да, у нас самая большая коллекция промышленных микроорганизмов в Европе, - 20 тыс. В этом году мы хотели 1000 прочитать, в прошлом году мы запланировали 100, а прочитали 78. Но он там работал всего две недели. Сейчас когда он будет работать – я не знаю. То есть общая организация работ – не очень хорошая. Прибор есть, самый современный в мире, - ему бы нашу 1000 штаммов прочитать – на две недели работы...Но когда он будет работать – не ясно. Дело в том, что когда мы переходили в НИЦ «Курчатовский институт», очень надеялись, что у нас появится, наконец, базовое финансирование, как у академических институтов. То есть будет какая-то минимальная база, а дальше мы чего-то там будем еще зарабатывать. Но в итоге получили, конечно, очень смешную «базу» – 30 млн рублей, что ли. В этом году будет 50 млн. А у нас бюджет института 370-380 млн рублей. Откуда остальные деньги брать – трудно сказать. Поэтому мы практически пока ничего от объединения не получили. А так да, секвенатор есть.

 

С.М.: А потенциально, что это вам все-таки может дать, если запустить секвенатор на полную мощность для прочтения геномов и оцифровки всей вашей коллекции штаммов промышленных микроорганизмов?

 

В.Д.: Не думаю. Понимаете...каких-то принципиально новых штаммов у нас нет, мы же пользуемся обычными штаммами. А так вообще-то имеется открытая международная база данных, там уже 100 тыс. штаммов. Стоит отметить, что в рамках проекта «Курчатовский геномный центр» у нас предусмотрено создание собственной базы данных последовательностей ДНК, не только бактериальных, но и человека и др. На самом деле, в мире все пользуются сегодня одной базой данных – американской, NCBI (National Center for Biotechnology Information). И все, кто что-то секвенировали, отправляется туда – мы тоже отправляем. Ну что такое секвенирование генома? Это, к примеру, последовательность из 5 млрд пар оснований, руками их не прочитать, вы их должны сравнить с тем, что уже известно, где, какие гены. Для этого нужно сравнение с базой данных, а она – только в США. Хотя Китай сейчас создает свою собственную базу данных, ну и мы решили тоже создать. Потому что завтра же могут закрыть. Если американцы это сделают, то все секвенаторы в мире становятся просто бессмысленными. Ну получили вы 3 млрд каких-то букв, для того, чтобы определить их соответствие, нужно сравнить с тем, что уже есть. Там есть специальные программы. К примеру, вы прочитали 100 нуклеотидов, отправляете туда – и через пять минут вам приходит, что вот такая-то последовательность принадлежит, к примеру, морском ежу из Калифорнии. А без этого – вы просто видите последовательность, бессмысленный набор из 4-х букв.

 

Да, и для создания такой базы данных нужны, конечно, суперкомпьютеры с колоссальной памятью. НИЦ «Курчатовский институт» такими ресурсами обладает, поэтому решили создавать собственную базу данных. Она нам даст независимость, конечно, но какого-то заметного прогресса по сравнению с общепринятой американской базой – нет, потому что она будет меньше. Кстати, туда можно будет просто часть из той базы данных перекачать... Китай тоже этим занимается, по масштабам, мы с ними, конечно, не сравнимся. Мы у них были, там хранилище только на 20 тыс. м3, сидит целый зал девушек, которые набивают все последовательности, стекающиеся туда со всего Китая. У них есть центр секвенирования, где примерно 200 таких секвенаторов, как у нас, работают непрерывно с утра и до вечера. Это просто несравнимые вещи.

 

С.М.: Насколько я помню, НИЦ «Курчатовский институт» является как раз головной организацией в ФНТП развития генетических технологий до 2027 гг.?

 

В.Д.: Да, он должен координировать общую работу, готовить отчет Правительству, хотя финансируется это все через Министерство образования и науки. Эта программа предусматривает создание нескольких геномных центров мирового уровня, - в этом году должны были создать три таких центра, в следующем году – еще два. Сегодня эти центры выглядят как консорциумы. Был проведен конкурс на создание этих центров, который в т.ч. выиграл и консорциум во главе с НИЦ «Курчатовский институт» по двум направлениям: «Генетические технологии для развития сельского хозяйства» и «Генетические технологии для промышленной микробиологии». В проект «Курчатовский геномный центр» входит сам НИЦ, МФТИ, ФИЦ Институт цитологии и генетики СО РАН, НИИ сельскохозяйственной биотехнологии и ряд других научных организаций, частично ЛИЯФ (Ленинградский институт ядерной физики), Никитский ботанический сад и НИИ молекулярной генетики РАН.

 

С.М.: Фактически всех оставшихся живых собрали...

 

В.Д.: Нет, ну почему...Второй консорциум «Центр высокоточного редактирования и генетических технологий для биомедицины» объединяет Институт молекулярной биологии им. Энгельгардта РАН, Институт биологии гена РАН, РНИМУ им. Пирогова и ФНКЦ физико-химической медицины ФМБА России. Есть еще третий...

 

С.М.: А что планируется делать в рамках созданных консорциумов?

 

В.Д.: Сначала предполагалось создать геномные центры мирового уровня. Что выберут какой-то хороший институт, ну например, - им. Энгельгардта, выделят из него небольшое число лучших лабораторий, человек 50-60, их очень хорошо будут финансировать, откроют доступ к научной литературе, обеспечат заграничные командировки, стажировки, будут приглашать известных ученых и т.д. Во время конкурса предполагалось отобрать ученых, которые уже имеют очень хорошие публикации. И это станет одной из ведущих лабораторий мира. Вместо этого сделали консорциумы...из многих институтов. Деньги, вообще-то говоря, на самом деле очень небольшие. В рамках консорциума мы, к примеру, должны получить порядка 80 млн рублей. Напомню, что бюджет института – 370 млн рублей. Например, когда мы разрабатывали лизин, мы получали 3 года по 100 млн рублей, и это работала группа из 10 человек. Поэтому это – деньги маленькие, а задачи поставлены колоссальные. Публикаций требуется огромное количество, патентов... – чисто такие формальные вещи. А так вообще, ну да, развитие генетических методов, к примеру, CRISPR. Но она, конечно, революцию не сделает в области бактерий.

 

С.М.: Объясните, пожалуйста, почему? CRISPR же самая перспективная технология генетического редактирования...

 

В.Д.: Дело в том, что эта система хороша тем, что точно распознает место, куда вы ее направите, и разрезает там ДНК, давай двойной разрыв. У животных, в т.ч. и у человека, у растений, этот двойной разрыв будет негомологично репарирован собственными системами. И дефект будет точно в этом месте, потому что он правильно сшиться не может. Таким образом, вы можете инактивировать любой ген. Для мышей, например, такой нокаут гена – это очень удобно, раньше это была целая история. Такие мыши продавались за бешеные деньги, а вам нужно часто какие-то гены нокаутировать. И этот метод для этого прекрасно подходит. У растений – то же самое. А вот бактерии не могут репарировать поврежденные участки ДНК и просто погибают. Для того, чтобы они выжили, нужно делать какую-то рекомбинацию, подведя какую-то гомологичную ДНК к месту разрыва. И она должна рекомбинировать, встав на свое место. Но дело в том, что это та же сама гомологичная рекомбинация бактерий, которая сегодня уже широко используется. Сегодня же уже никто не делает плазмиды, все уже встраивают в хромосомы методом рекомбинации...Эта система уже отработана, если у вас идет хорошая рекомбинация, особо здесь CRISPR и не нужен.

 

Есть, конечно, бактерии, у которых плохо идет рекомбинация...Она идет с низкой частотой, плечи должны быть по тысяче нуклеотидов – для одной мутации это уже 2000, из генома нужно вырезать крупные куски. Для дрожжей – CRISPR уже, конечно, хорошо. В принципе, он, конечно, совершенствуется, но пока еще часто ошибается. Для человека его использовать еще очень опасно, хотя точность системы постоянно улучшают. Заглядывая в будущее, наверное, можно ожидать какого-то редактирования людей, начнется с тяжелых неизлечимых случаев, когда риск будет оправдан. Но CRISPR, конечно, очень ускорит селекцию растений. Хотя, как посмотреть...Сначала же получают генетические линии, которые потом превращают в сорт. И первый этап, получение линий, - ускорится колоссально. Скажем, вместо 5 лет это может занять всего лишь полгода или три месяца. А вторая часть как раз занимает еще 5-7 лет. Пусть даже создана хорошая линия, нужно дальше районирование сорта, его стабилизация – все это занимает много времени.

 

С.М.: А подвижки какие-то в направлении получения из с/х продукции биотоплива есть?

 

В.Д.: Если зерно есть, то спирт получить из него – не проблема. Развитие этого направления сдерживалось законом о спиртосодержащих жидкостях (всякая жидкость, которая содержала спирт, - облагалась акцизом). Понятно, что если у вас биотопливо будет акцизным, рынка просто не будет. Сейчас ГосДума приняла поправки – для биотоплива этот акциз будет отменен. Дальше – как повернутся наши вертикально интегрированные нефтедобывающие компании...В принципе, в США уже весь бензин содержит 5-10% биотоплива, в Европе также обстоит дело, в Японии (возят биотопливо танкерами из Бразилии). Но в принципе, для нас – это хорошо. Нас же не так много бензина в стране нужно – порядка 40 млн тонн. Если мы хотим заместить 5% от этого, нам нужно получить 2 млн тонн биотоплива. Для этого нужно переработать всего 4-5 млн тонн зерна, или около 10% нашего экспорта. Сейчас производство зерна в Сибири сокращается, если построить там пару заводов по биотопливу, это как раз может стать стимулом для роста площадей.

 

Другой вопрос, что чисто морально, спирт – все думают, что это будет какая-то подпольная водка в итоге из него, а не биотопливо. Кстати, Украина давно производит и вывозит биотопливо. У них тоже был акциз, но Юлия Тимошенко, будучи премьер-министром, выбрала пять крупных заводов и дала им возможность экспортировать биотопливо без акциза (перед отправкой его денатурировали). Все зависит от наших нефтяных гигинтов, будут ли они теперь добавлять в свой бензин биоэтанол...Но скорее всего, это надо делать при больших НПЗ, чтобы никуда не возить. Потому что как только начинаются перевозки спирта, появляется вероятность его воровства. Но технически сейчас никаких трудностей нет.

 

Ну что у нас еще. Хотелось бы возобновить производство биологических средств защиты растений. Потому что сейчас делает небольшое количество завод в Бердске («Сиббиофарм»), порядка 500-600 тонн на экспорт (лепидоцид). Но у нас это как-то прекратили делать. Еще они делали биопестициды по государственному заданию – для защиты кедровых лесов. В 1990-е гг. оставшиеся производства от Советского Союза закрыли, а в 1998-1999 гг. у нас очень развился кедровый шелкопряд – тогда погибло огромное количество леса. Тогда американцы закупили этот препарат и их же вертолетами рассеивали над нашими лесами. После чего российского государство дало задание заводу в Бердске на производство 500 тонн этого биоинсектицида, а он хранится год, поэтому они получали заказ каждый год. Сейчас же этот заказ отменили, - закупили в Германии или где-то заграницей какой-то химический инсектицид типа пиретроида. Нужен был именно биологический препарат, потому что посыпали тайгу – а там животные, люди... Лепидоцид же действует только на тех, кто грызет листья, безвреден для пчел, других насекомых-опылителей, рыб, человека и т.д. Но в итоге сказали, что пиретроид тоже практически безвреден, потому что используется малое количество. А вообще в связи с общим трендом на экологизацию, хотелось бы, конечно, возобновить производство – в Советском Союзе вообще-то делали 15 тыс. тонн биопрепаратов...

 

С.М.: А какие это были препараты, биоудобрения, биофунгициды?

 

В.Д.: Биоинсектициды...У нас кстати, в Санкт-Петербурге есть ВНИИ сельскохозяйственной микробиологии, там занимаются азотофиксаторами (бактерии, которые фиксируют азот), катализатами (бактерии, которые при внесении в почву мобилизуют связанные фосфор или железо для лучшего усвоения их растениями). Потом они делают симбионты для бобовых...Все это, конечно, очень ценно, но имеет ограниченное применение, потому что это интересно только, если у нас начнет массового развивать органическое сельское хозяйство. Потому что можно не использовать химические удобрения, вместо этого использовать азотофиксирующие бактерии...Но урожаи, конечно, будут маленькие.

 

С.М.: Ну можно же комбинировать химические и биологические средства...

 

В.Д.: Да, но ничего хорошего при этом особо не получается. Потому что для интенсивного сельского хозяйства, конечно, нужны химические удобрения. Вот вы выращиваете сахарную свеклу, снимаете 500 центнеров с Га, сколько это вы выносите оттуда азота? А если вы под парами оставите – там может быть 200 кг максимум азота фиксированного. Да, и органическое сельское хозяйство подразумевает, что вы ничего не комбинируете, полностью исключая химию. Естественно, урожай у вас будет в 3-4 раза ниже, но зато цена будет в 5 раз выше, условно. Но весь процесс еще нужно сертифицировать. Там же удивительные вещи происходят. Мы как-то все это пропустили, а вот завод в Бердске должен был какой-то свой биологический препарат... Они его производят на экспорт, и у них кто-то его купил в Африке. Привезли они свое кофе или бананы в Европу, а им говорят «Вот вы использовали биологическое средство защиты, а он у вас в Европе сертифицирован?». А у нас вообще нет ни одной подобной лаборатории, выдающей сертификаты на биологические средства защиты растений. И производители из Бердска вынуждены были поехать на Украину, там им и сертифицировали этот биопрепарат.

 

С.М.: Если говорить о потенциале микробиологической промышленности в России?

 

В.Д.: Потенциал у нас очень хороший, в смысле экономический. Что касается научного потенциала – уже довольно ограниченный. Но что-то мы еще можем делать, - вот синтезировали лизин и треонин. Антибиотики уже не можем делать, с витаминами - также плохо. Но в принципе, можно привлекать и какой-то иностранный капитал. У меня такое ощущение, что те же китайцы в ближайшие 10 лет перенесут часть своего микробиологического производства к нам. Например, я знаю, что они сейчас будут в Белоруссии строить завод на 100 тыс. тонн лизина для экспорта в Европу. Там же сделали особую экономическую зону для развития китайского бизнеса, выделено под это, по-моему, 100 км2  - туда переселится несколько десятков тысяч китайцев, если не сотня тысяч. Одним из проектов они строят завод по лизину. Наверное, и нам будут продавать, часть. Но я думаю, что чисто по объективным соображениям, они могут перенести части своего производства и к нам. Что тоже неплохо.

 

С.М.: Владимир Георгиевич, я читал вашу статью про перспективы биотоплива, захватывающе, конечно. Над чем вы сейчас работаете, может быть, что видите в целом в мире, в каком направлении все будет развиваться?

 

В.Д.: Понимаете, наука, вообще-то говоря, очень полезна в тех областях, которые сегодня пока еще не на слуху. Например, есть микробы, которые могут расти просто на СО и СО2. Они восстанавливают СО до СО2, энергию черпают, а дальше – фиксируют, получают уксусную кислоту (CH3COOH), этанол и все такое. То есть они растут на газе, используя в качестве сырья СО2. И это, конечно, - будущее. Потому что все вокруг говорят о парниковом эффекте, изменении климата, необходимости сокращения выбросов СО2. Так лучше не сокращать, а просто использовать этот СО2 как сырье для этих бактерий. И 17 мая 2018 г. первый такой завод был запущен в Китае – он производит 46 тыс. тонн этанола, топлива, из газовых выбросов металлургического комбината. В середине следующего года металлургический гигант ArcelorMittal планирует запустить аналогичный завод на 50 тыс. тонн топливного этанола в г. Генте, Бельгия. У нас же никто просто не работает с этими бактериями...Знают, конечно, что такие есть, но ни одна лаборатория по этому направлению не работает.

 

Есть еще одна вещь, она связана с проблемой хранения энергии при возобновляемых методах добычи. У нас это, конечно, не развивается – страна богата минеральными ресурсами. Наши ветровые электростанции за год вырабатывают столько же электроэнергии, сколько китайские за один час. А там и своя наука уже. Дело в том, что все ветровые и солнечные электростанции сталкиваются с проблемой хранения вырабатываемой энергии. Днем солнце есть – ночью нет, ветер дует – не дует. Часто возникает избыток энергии, который нужно как-то хранить. И запасать его можно в виде химических связей. Ну, например, в Дании, где вырабатывается 25% на ветроэлетростанциях. И когда, например, ночью дует ветер, они просто не знают, куда его девать – они даже, наоборот, платят, если кто-то его потребляет. А в принципе, когда избыток есть, можно просто запустить гидролиз воды – получаем H2 и СО2, добавляем микробы, которые растут на СО2 – и они вам выработают уксусную кислоту и этанол. И это можно хранить уже как топливо.

 

И в Германии уже есть такой цех – стоит маленький спиртовой завод, который делает СО2. Когда вы из зерна делаете спирт, у вас половина идет в спирт, половина – в углекислоту. Вот у них стоят там ветряки и этот спиртовой завод. Берется СО2, дается гидролиз и эти микробы, которые производят уксусную кислоту. Сначала они делали просто Н2 (оказывается, 2-5% Н2 разрешено в Германии и Великобритании запускать в газовые сети). А потом они добавили СО2 к Н2 и создали такой консорциум микроорганизмов, который в итоге производит уксусную кислоту, а потом – метан. Финансирует это итальянская Enel, которая, кстати, производит 10% электричества у нас в стране. В России этим, понятно, не интересуются.  Но в целом, я считают, что на горизонте 10 лет у нас могут наладить производство биоэтанола из зерна.

 

С.М.: Владимир Георгиевич, давайте тогда на этом завершим нашу длинную и интересную беседу. Разрешите пожелать вам долголетия и дальнейших успехов!

 

В.Д.: Спасибо, спасибо!

Юсеф Хесуани, 3D Bioprinting Solutions: Биопринтер на МКС стал технологической платформой
Дарья Яковишина, «Ксивелью»: Мы впервые вывели на рынок России сервис по племенным оценкам КРС на основе генетического анализа
Денис Морозов, «АгроБиоТехнология»: Биологические средства защиты растений для снижения пестицидной нагрузки
Открытые инновации - 2019. Андрей Зюзин, «ЭФКО Инновации». FoodTech: как технологии изменят нашу еду
Открытые инновации - 2019. Сессия «FoodTech. Будущее время: еда. Падеж винительный?»
Владимир Куценко, «Активная упаковка»: Увеличение сроков хранения пищевой продукции на базе поглотителя кислорода
Николай Бенко, «Агроплазма»: Будущие возможности повышения продуктивности – только в тесной кооперации биотехнологий и селекционеров
Пресс-конференция 3D Bioprinting Solutions по итогам биопечати клеточного мяса в условиях невесомости