Петр Образцов - Мир, созданный химиками. От философского камня до графена
Такие работы идут во многих странах мира, в России их начали ученые из Института биологии гена РАН. Поначалу идеи наших генетиков не нашли поддержки на родине, тогда не было в нашей стране ни чистопородных коз, ни денег. Зато понимание, финансовую поддержку и породистых коз ученые нашли в союзном государстве Россия-Белоруссия. За прошедшие годы им удалось создать генно-инженерные конструкции, позволяющие внедрить ген человеческого белка лактоферрина в организм животных. Их испытали на мышах, а потом внедрили в яйцеклетки коз. Получили козлов-производителей, а от них потомство козочек, которые дают молоко с уникальным человеческим белком.
Лактоферрин нужен не только детям, он эффективен и в лечении онкологических и многих других заболеваний, не случайно один его грамм на мировом рынке стоит до трех тысяч долларов. Во многих странах мира уже вывели трансгенных коров, чье молоко содержит человеческий лактоферрин.
Однако наши ученые не случайно выбрали коз. Во-первых, коровье молоко переносят далеко не все дети, существует и аллергия на коровье молоко, и непереносимость молочного сахара лактозы, а козье молоко издавна применяется в лечебном питании. Во-вторых, высокоудойная коза дает до тонны молока за год. Еще недавно острили, что коза — это корова социализма, поскольку голодная и худосочная колхозная буренка давала молока едва ли не меньше, чем ухоженная коза частника. В-третьих, выделенный из коровьего молока белок надо зарегистрировать как препарат, что требует времени, а козье молоко можно просто пить и детям, и взрослым. В-четвертых, содержание в нем лактоферрина в среднем в 10 раз выше, чем в женском грудном молоке, и он полностью идентичен человеческому.
Идеи ученых поддержали и российские фермеры. Две козьи фермы для получения лечебного молока уже построены — в Подмосковье и рядом с Великим Новгородом. Фермеры готовы наладить производство молока и различных продуктов из него, а генетики создали технологию выделения из молока лечебного лактоферрина и разделения человеческого и собственного белка животных. Предлагаю только целебный козий лактоферрин зеленым и противникам генной модификации не продавать!
Еще одним интересным примером генной модификации животных является выведение китайскими учеными хрюшек, которые производят жир с «рыбными» омега-3-кислотами. Эти кислоты являются основой витамина F, содержащегося в рыбьем жире. Китайские генетики встроили в ДНК свиньи ген рыб, ответственный за выработку омега-3-кислот, и родившийся у свинки поросенок приобрел замечательное качество — его жир и сало стали так же полезны, как рыбий жир. При этом исследователи утверждают, что шашлык из такого поросенка не имеет рыбного привкуса — надо сказать, обнаружилось это только после триумфального завершения эксперимента.
Успех китайских генетиков позволяет сделать некоторые предсказания по поводу «изготовления» новых видов животных. Например, рыбий жир содержит не только полезные омега-3-кислоты, но и богат витамином D (а также А). Напрашивается введение в ДНК свинки гена, вызывающего выработку этих витаминов. Другое направление исследований — выведение генетическим методом свиней, которые «жуют жвачку» и соответственно могли бы употребляться в пищу иудеями и мусульманами. Разведение «чистых» свиней в мусульманских странах с общим населением более 1 миллиарда человек спасло бы человечество от грядущего продовольственного кризиса.
До окончательного торжества селекции и генной модификации Иосиф Абрамович Рапопорт не дожил. Он погиб под колесами сбившего его грузовика. Работы по химическому мутагенезу тем не менее продолжаются, у этого метода остаются еще некоторые преимущества перед генной модификацией. И разумеется, огромные средства тратятся на изучение радиоактивности, открытой Беккерелем и впервые подробно изученной семейством Кюри. И конечно, самым главным событием в ее истории было обнаружение деления урана, наиболее наглядно продемонстрированное при бомбардировке Хиросимы и Нагасаки атомными бомбами.
«Малыш» и «Толстяк» летят на Японию
Первая атомная бомба, взорванная в испытательных целях 16 июля 1945 года в пустынной местности американского штата Нью-Мексико, была изготовлена с использованием плутониевого заряда. Элемент плутоний (изотоп плутоний-238) был впервые искусственно получен еще в 1941 году, но в атомной бомбе используется другой изотоп — плутоний-239. Испытания этой первой бомбы, называвшейся тогда просто Gadget, «Устройство» (английское слово «гаджет» со значением «приспособление» ныне вошло в русский язык), с точки зрения разработчиков прошло вполне удачно. Однако некоторые присутствовавшие при испытаниях американские военные выражали недоумение по поводу огромных затрат на создание бомбы и не слишком эффектного взрыва — и действительно, последствия взрыва в пустыне не были столь наглядны, как последующие результаты применения атомного оружия в Хиросиме и Нагасаки.
Несмотря на успех испытания плутониевой бомбы, на японский город Хиросима была сброшена бомба «Малыш» с зарядом не из плутония, а из изотопа урана-235. Еще до бомбардировки американские физики знали о сравнительно малой эффективности этой бомбы, связанной с расщеплением всего лишь пары процентов заряда. Однако и этого количества (речь идет о нескольких килограммах смеси изотопов урана) вполне хватило для полного уничтожения города и большинства его обитателей. Нельзя не признать, что выбор уранового заряда взамен плутониевого был обусловлен еще и чисто научным интересом разработчиков первых атомных бомб, фактически бомбардировка Хиросимы стала вторым испытанием этого оружия после взрыва в Нью-Мексико.
«Успех» плутониевой бомбы был закреплен при бомбардировке города Нагасаки. Из-за специфики географического расположения города и характера застройки, а также вследствие меньшей мощности, чем у урановой бомбы, здесь было гораздо меньше жертв и разрушений, чем в Хиросиме, однако плутониевая бомба «Толстяк» полностью подтвердила свою «работоспособность». (В настоящее время атомные бомбы изготавливают именно из так называемого оружейного плутония. С ним гораздо удобнее работать, ведь при использовании урана приходится разделять изотопы в природном уране и выделять уран-235, а это сложная и дорогостоящая операция).
В качестве целей американские военные и правительство для начала определили города Киото, Хиросиму, Иокогаму и городок Кокура, пригород Китакюсю. Впоследствии Киото и Иокогама были заменены на Ниигату и Нагасаки, причем Киото потребовал исключить из списка министр обороны США, который полюбил этот город после пребывания там во время своего медового месяца. Иокогаму решили не трогать из-за близости к Токио и возможности уничтожения императора Японии, которому предстояло еще подписать указ о капитуляции.
С самого начала была отвергнута идея бомбардировки отдельно стоящих промышленных объектов Японии, так как ядерное бомбометание представляло собой не просто часть военных действий, а было призвано продемонстрировать населению Японии фантастические возможности нового оружия, оказать психологическое давление и принудить правительство страны к капитуляции. Хиросима оказалась весьма подходящей для этого целью — на 90 % город состоял из деревянных одноэтажных построек, имел довольно большую площадь и был окружен холмами, которые могли бы усилить поражающее действие ударной волны. Слово «Хиросима» означает «широкий остров», лежащий вблизи невысокой горной гряды, причем скорее даже не остров, а просто ограниченная чем-то территория. Аналогом в данном случае может служить Лосиный остров в Москве, вовсе не окруженный водой. (Кстати, слово «Фукусима», название места, где в 2011 году произошла страшная авария на атомной станции, означает «счастливый остров».) Население Хиросимы в тот момент достигало 250 тысяч человек, среди которых были и американские военнопленные; лагеря для военнопленных располагались и в других городах Японии — заключенных использовали в качестве дармовой рабочей силы.
Справедливости ради отметим, что за десять дней до бомбардировки Хиросимы американцы передали по радио и сбросили с самолетов в виде листовок текст Потсдамской декларации, в которой были сформулированы условия капитуляции Японии и сделан достаточно «толстый» намек на обладание союзниками невиданным по мощности оружием. Хотя про конкретно атомное оружие там и не говорилось, оно все еще было секретным. Японское правительство отвергло декларацию.
Надо добавить, что подвергнутые бомбардировке города Хиросима и Нагасаки находятся вдали от густонаселенного центра Японии, атака на который привела бы к гораздо большему числу жертв среди мирного населения.
Разумеется, помимо ударной волны, светового и ионизирующего излучения при взрыве бомбы происходит еще и радиоактивное заражение местности, однако в случае сброшенных на Хиросиму и Нагасаки бомб действие этого фактора было не слишком велико, поскольку массы ядерных зарядов в обоих случаях исчислялись килограммами. Конечно, в момент взрыва и годы спустя тысячи японцев умерли от лучевой болезни, однако после взрыва 4-го реактора Чернобыльской АЭС значительно большая площадь подверглась радиоактивному заражению и значительно большее количество людей заболели. Это объясняется тем, что при взрыве реактора в атмосферу были выброшены не килограммы радиоактивных веществ, а тонны ядерного топлива, зато практически отсутствовало поражение ударной волной и световым излучением, поскольку при аварии произошел не ядерный, а тепловой взрыв, то есть не было расщепления ядер. Авария на Чернобыльской АЭС была не первой в ряду таких происшествий с атомными электростанциями, но самой крупной и серьезной. При всех сложностях, связанных с использованием атомной энергии, мы без нее не обойдемся. И именно АЭС представляют собой наиболее важное практическое применение явления радиоактивности, открытой Анри Беккерелем. А вовсе не атомная или водородная бомба.
