Николай Дубинин - Тайны наших генов
Этим по-новому решается проблема исходного материала для селекции. И, лишь пройдя строгую селекцию, а в ряде случаев и пройдя через скрещивание, они могут положить начало новым сортам особо высокой урожайности.
И если вспомнить один из вопросов, о которых я говорил в самом начале нашей беседы, то есть о том, возможно ли будет в ближайшем будущем получать с одного гектара по 100 центнеров пшеницы, то сегодня мы уже с уверенностью можем сказать, что такая урожайность - вещь реальная.
До последнего времени среди озимых сортов сильных пшениц выделялся сорт "безостая-1", полученный после сложной гибридизации с привлечением русских и аргентинских пшениц.
Но не так давно впервые были районированы новые сорта озимой пшеницы "аврора" в Краснодарском крае, "кавказ" - для посева на богаре и при орошении в Краснодарском крае, Николаевской и Одесской областях, в Дагестанской АССР.
Эти сорта выведены дважды Героем Социалистического Труда академиком П. П. Лукьяненко с коллективом селекционеров в Краснодарском научно-исследовательском институте сельского хозяйства. Так вот, эти сорта при возделывании на высоком агротехническом фоне дают невиданный урожай до 100 цент; неров с гектара.
- Николай Петрович, все, о чем вы сейчас рассказывали, касалось в первую очередь растений. А как обстоит дело с животноводством? Сегодня партия и правительство, как известно, уделяют большое внимание развитию животноводства на промышленной основе. В стране развернуто строительство крупных животноводческих комплексов. Может ли чем-нибудь помочь в этой области генетика, ведь, насколько я понимаю, наследственная информация животных гораздо сложнее, чем у растений?
- Проблема эта действительно не из легких. Однако мы все прекрасно знаем, что решать ее надо как можно скорее.
И, только соединив воедино генетику и селекцию, можно получить тот сплав наук, который обеспечит нужный для человечества громадный рост пищевых и технических ресурсов.
Население земного шара растет исключительно интенсивно.
Через каких-нибудь 30 лет на нашей планете будет жить около 7 миллиардов человек, то есть в два раза больше, чем в наше время. Но, как показывают современные тенденции развития, количество пахотной земли на человека уменьшится в 2 раза, да и не увеличится, естественно, и площадь для выгула скота. Роль же животного белка в пище человека исключительно велика. Общая потребность в белках за сутки равна примерно 70 граммам, из которых около половины должно быть животным белком высокой биологической ценности.
И поэтому вполне понятно, что просто необходимо поднять производительность и качество не только сортов растений, но и пород животных. Этот фактор сыграет выдающуюся роль при регуляции роста пищевых ресурсов на нашей планете. И основная задача ближайшего будущего зоотехники сводится к созданию промышленных гибридов, пород-популяций и чистых пород, состоящих из животных таких генотипов, которые при соответствующем кормлении и содержании производили бы больше продуктов. То есть нам необходимы породы, приспособленные к развитию животноводства на промышленной основе.
- Значит, если я правильно вас понял, промышленное животноводство и птицеводство требуют не простых, а специально выведенных для таких условий пород?
- Да, именно так. Процесс индустриализации таких важных отраслей животноводства, как птицеводство, молочное скотоводство, свиноводство, требует селекции на приспособление их к существованию в необычных для них условиях и на приспособление к ряду новых производственных процессов. Механизация дойки, например, уже вызвала необходимость селекции по таким признакам, как скорость молокоотдачи и форма вымени, обеспечивающим нормальное доение и предотвращение мастита.
Обычно на создание пород сельскохозяйственных животных требуются десятки лет. Генетика уже нашла пути достижения радикальных результатов в товарном животноводстве за сравнительно короткое время. Наиболее ярко это выразилось при использовании генетических методов получения промышленных гибридов.
Мне кажется, что будущее товарного животноводства в основном будет состоять в использовании гетерозисных гибридов и гибридов комбинационной производительности. Генетикам предстоит решить очень трудную задачу выбрать из огромного генетического материала наиболее ценные группы генотипов, чтобы использовать их для прогресса пород и гибридов сельскохозяйственных животных.
Замечательные перспективы открываются и в решении вопроса о получении желательного пола у потомков. В этом случае задача состоит в регуляции хода наследования половых хромосом. Решение вопроса самым решительным образом скажется на развитии животноводства.
Усилиями генетиков и звероводов за каких-нибудь 10-15 лет выведено около 30 мутантных форм норки, имеющей целую палитру окраски. Не менее интересных результатов добились и от скрещивания лисиц различной окраски.
Можно привести еще немало примеров, когда человек, взяв на вооружение достижения генетики, добивался поистине фантастических результатов как в растениеводстве, так и в опытах с животными. Как-то мне попался на глаза рассказ Эрика Рассела "Вы вели себя слишком грубо"! Не вдаваясь в сюжет этого рассказа, скажу только, что один из его героев, захотел приобрести "голубого носорога в семнадцать дюймов длиной и весом не больше девяти фунтов". И, несмотря на то, что рассказ этот фантастический, можно прямо сказать, описанное в нем очень недалеко от того, что будет возможно через несколько десятков лет. И я говорю это совершенно не потому, что рассказ этот понравился мне. Просто я опираюсь на современные достижения генетики и предвижу на основе этого ее дальнейшее развитие и возможности.
- Николаи Петрович, несколько раньше вы говорили о генетике микроорганизмов. Что это такое и зачем нужно заниматься генетическими опытами с этими мельчайшими живыми существами?
- Успехи генетики имеют огромное значение и для создания новой отрасли биологической индустрии, связанной с промышленным использованием микроорганизмов. Различные микроорганизмы и вирусы встали в центр внимания фундаментальной генетики, когда наступила эпоха молекулярной биологии.
Наследственность и изменчивость этих форм являются сегодня предметом глубокого изучения. Используя новые методы, селекция нужных форм микроорганизмов достигла небывалой высоты. Это облегчено также и тем, что при селекции микробов можно использовать миллионные и миллиардные популяции, что резко увеличивает эффективность селекции.
Вот вы спрашиваете, зачем нужно работать с такими мельчайшими организмами, какая от них польза. А ведь метод получения мутаций с помощью радиации и химических соединений стал основным в получении высокоэффективных продуктов целого ряда ценнейших лекарственных, пищевых и других веществ. Вспомните, когда был открыт пенициллин, его стоимость в буквальном смысле была выше золота. Теперь, после получения ценных мутантов, резко повысивших выход пенициллина на единицу питательной среды, в которой живут грибки, это лекарство стало доступно каждому.
Или же вот другой пример. Аминокислота лизин - важнейший компонент пищи животных и человека. Сейчас создается крупная микробиологическая промышленность по производству лизина. И это оказалось возможным только после работы генетиков, в экспериментах которых была получена форма клеток бактерий, которая выделяет в среду в пятьсот раз больше лизина по сравнению с обычными, "дикими" бактериями. Громадные перспективы для микробиологического синтеза белков открывает использование простых углеродов нефти и газа. И в этой работе решающую роль также играют методы новой генетической селекции.
Если немного пофантазировать, то можно увидеть совершенно необычный путь для приготовления белков. Сейчас для достижения этой цели в ход идет биомасса всем знакомых дрожжей. Но представьте себе производство будущего, где в промышленных масштабах налажена "сборка" генов, управляющих синтезом белков. Тогда столь ценный продукт не трудно будет получать в любых разновидностях и любых количествах.
Проблема гена, как видите, принимает чисто прикладной характер. Биологи должны научиться своими руками конструировать то, что принято называть единицей наследственности.
"Заготовками" и "деталями" должны стать определенные молекулярные группы, а "сборочным цехом" - клетка и ее ядро.
Именно к решению таких задач стремится новое направление исследований - генетическая инженерия.
- Знаете, слово "инженерия" рядом со словами "ген", "наследственность" для непосвященного человека звучит довольно странно. Как-то даже трудно представить, что бы это могло значить.
- Фактически начало этому новому научному направлению было положено задолго до того, как столь смелое словосочетание вошло в обиход. Методы целенаправленного изменения наследственного аппарата - конечно, еще не на молекулярном уровне - стали известны уже в 1934 - 1936 годах. В то время мне удалось, действуя рентгеновскими лучами на клеточное ядро мухи дрозофилы, изменить в нем число хромосом.
