Материал: Феофилова, Е. П. Фундаментальные основы микологии и создание лекарственных препаратов из мицелиальных грибов

ческих,химическихитехническихнаук.Производственныепро- цессы,используемыевбиотехнологии,многоэтапныитребуют привлеченияученыхсамыхразныхспециальностей –химиков, генетиков, биохимиков, микробиологов, микологов, а в по- следниегодыособоезначениевбиотехнологическихпроцессах получилакомпьютернаятехникаисозданиеновыхконструкций ферментов. Отличительной чертой этой науки является еще и то, что здесь, как ни в какихдругих производственных процес- сах,требуютсякадрысамойвысокойквалификации. Особенно это относится к уровню специалистов, работающих с произ- водственными штаммами микроорганизмов, культур клеток и тканей, что значительно определяет успех производственного процесса и выхода конечного продукта.

Биотехнология – приоритетная наука. Это единственное направление, которое Организация Объединенных Наций официально призналатехнологией XXI века.

Биотехнологияразвиваетсястремительно,какниоднанаука,

иэтопривеловпоследниегодыкдифференциациибиотехноло- гиинарядопределенныхнаправлений.Так,после2000г.частью биотехнологии стала «белая» химия на базе возобновляемых ресурсов, позже появился термин «зеленая» биотехнология

– сельскохозяйственная, а после 2007 г. «красная» – медицин- ская. Мы можем ожидать появления еще одного направления в биотехнологии – «черной» биотехнологии, которая сейчас становится очень важной в связи с заметной активизацией жизнедеятельности мицелиальных грибов, особенно аскоми- цетных,активнопортящихпродуктывпищевыхпроизводствах, разрушающихкниги,бумагу,памятники,фотоматериалы,обои, постройки и т.д.

Биотехнологиюможносчитатьиоченьстарой,иоченьмоло- дой наукой. Перваяточказренияосновананатом,чтов основе биотехнологиилежатдревниемикробиологическиепроцессы, например хлебопечение, приготовление кисломолочных про- дуктов, виноделие, квашение (изготовление кислой капусты)

ит.д. Можно считать, что начало теоретических основ биотех- нологии было заложено Луи Пастером в середине XIX в. в его ученииомикроорганизмахиихполезныхивредныхсвойствах.

http://www.mycology.ru

© Национальная академия микологии, 2013

72 Фундаментальные основы микологии и создание лекарственных...

Прошло столетие, и разнообразные микроорганизмы – ми- целиальные грибы, дрожжи, бактерии – стали интенсивно ис- пользоватьсявновойотрасли–микробиологическойпромыш- ленности.ВСССРвсередине30-хгодовбылипостроенызаводы попроизводствукормовыхдрожжейнагидролизатахдревесины, сельскохозяйственныхотходахисульфитныхщелоках. Вэтиже годысоздавалисьмикробиологическиепроизводствапополуче- ниюглицерина,витаминов,ацетонаибутанола.Можносчитать, чтотакоеактивноеразвитиепредшественницыбиотехнологии

– микробиологической промышленности – сыграло свою по- ложительную роль во время Великой Отечественной войны.

В этот период под руководством академика В.Н. Шапошни- кова в г. Грозном в течение нескольких месяцев был простроен микробиологическийзаводпопроизводствуацетонаибутанола сиспользованиемацетоно-бутиловыхбактерий.Восновепроиз- водствалежаласформулированнаяВ.Н.Шапошниковымидеяо двухфазностипроцессовброжений,котораясталавпоследствие основнойтеорией,накоторойоснованымногиебиотехнологи- ческиепроизводства. Втовоенноевремяналичиедостаточных количествэтихрастворителей,кактогдаписали,способствовало нашей победе в Великой Отечественной войне.

Во время второй мировой войны начался новый период в развитиибиотехнологии–производствоантибиотиков.В этот периодособенновозросларольмицелиальныхгрибовкакпро- мышленныхпродуцентов. Созданиебиотехнологииполучения этих медицинских препаратов способствовало не только углу- блениютеориидвухфазностиВ.Н. Шапошниковаидетальному изучению теории и практики микробных синтетических про- цессов, но и привело к созданию нового биотехнологического оборудования–ферментеров,фильтровдляотделениябиомас- сы, качалок идр.

Период1950–60гг.вСССРхарактеризуетсясозданиеммощной промышленностиантибиотиков,организациейактивноразви- вающейсямикробиологическойпромышленностиисозданием академическихиприкладныхинститутовсбиотехнологической направленностью.Большоезначениевтегодыдляразвитиябио- технологиивнашейстранеимелисозданиев1963г.Всесоюзного

http://www.mycology.ru

научно-исследовательского института биосинтеза белковых веществ (ВНИИСинтезбелок) из биомассы микроорганизмов, Института генетики и селекции микроорганизмов, выделение

в1966 г. микробиологической промышленности в отдельную отрасль–Главноеуправлениемикробиологическойпромышлен- ностиприСоветеМинистровСССР(Главмикробиопром).Вэтот период начинает активно развиваться микология, курируемая акад. Л.И. Курсановым ичл.-корр. М.В. Горленко.

Генно-инженерныеметодысоветскиеученыеначалиактивно разрабатыватьсначала 70-х годов. В основеэтих исследований лежали следующие мировые открытия 60-х годов: обнаруже- ние экстрахромосомных элементов ДНК (плазмид), которые

вдальнейшем стали широко использоваться в генной инже- нерии, открытие смыслового значения триплета нуклеотидов для кодирования генетической информации, описание мРНК, обеспечивающей связь между процессами, происходящими в ядре, и белковым синтезом в цитоплазме. В начале 70-х годов

вСССР под руководством академика Ю.А. Овчинникова был успешно осуществлен проект «Ревертаза», и была получена в промышленных масштабах обратная транскриптаза.

70–80-е годы ХХ века можно считать годами интенсивного развития и становления биотехнологии. В специальном про- екте «Основные направления экономического и социального развития СССР на 1986–1990 годы и на период до 2000 года» планировалосьактивновнедрятьнаучно-техническиедостиже- ниявобластибиотехнологииигеннойинженерии,приэтомза эту пятилетку выпуск в СССР биотехнологической продукции должен был быть увеличен в 2 раза. К концу 70-х годов отече- ственнымибиотехнологамибылуспешноосвоенкомплексный подход к созданию производственных штаммов – одновремен- ное использование методов эволюционной и метаболической инженерии.Такимиметодамив начале80-хгодов в СССРбыли полученыпродуцентытреонинанабазеE. coli, заменившиеко-

ринебактерии,ивитаминаВ2 –рибофлавина–сиспользованием генно-инженерногоштаммаBacillus subtilis вместоспециально отселекционированныхдрожжей(работычл.-корр.В.Г.Дебабова ссотр.). Получениетаких генно-инженерных штаммов в конце

http://www.mycology.ru

© Национальная академия микологии, 2013

74 Фундаментальные основы микологии и создание лекарственных...

70-хгодов в СССРсправедливорассматриваетсякакреволюци- онноесобытие,инекоторымиученыминарядуспроектом«Ре- вертаза»приравниваетсякначалустановлениябиотехнологии

внашей стране.

Кконцу 80-х годов в СССР был создан научный и техноло- гический потенциал и, как отмечалось выше, планировалось интенсификация развития биотехнологических производств, причем в эти годы активно начали использоваться как проду- центымицелиальныегрибы.ВЛенинградеуспешноразвивались исследованияпополучениюискусственносозданныхштаммов

– суперпродуцентов лимонной, фумаровой, яблочной идругих кислот из мицелиальных грибов идрожжей.

Особоевниманиеуделялосьразработкеметодовглубинного культивирования базидиальных грибов. Функционировали три завода по производству β-каротина с использованием штаммамицелиальногогриба Blakeslea trispora (в Краснодаре, СвердловскеиВерхнеднепровске),иодновременно,совместно

сзаводом«Уралбиофарм»,началисьработыпополучениюген- но-инженерногоштамма–продуцентакаротинанабазе E. coli. Был также утвержден проект по получению из мицелиальных грибовидрожжейлипидов–заменителейрастительныхмасел

– в первую очередь, подсолнечного, получение биотехнологи- ческимспособомизмицелиальныхгрибовполиненасыщенных жирных кислот – линолевой, линоленовой, арахидоновой, и другие проекты, в том числе, по получению и других лекар- ственных препаратов.

Однакокконцу80-хгг.началасьэпохаперемен,биотехноло- гическиепроизводства,впервуюочередь,микробиологические, сталинерентабельными,началсяоттокнаиболееценныхкадров за рубеж, новые разработки не получили развития в России, и практически развитие биотехнологии в России было приоста- новлено. Более того, не была составлена целевая программа развития биотехнологии, а в проект федерального закона «О федеральном бюджете на 2001 год» она просто не была вклю- чена. Но уже к концу 2000 г. отношение правительственных чиновников к биотехнологии начинает меняться. 16 ноября 2000 г. поинициативеКомитетаГосударственнойдумыпопро-

http://www.mycology.ru

мышленности,строительствуинаукоемкимтехнологиямбыли проведеныпарламентскиеслушания«Оперспективахразвития российскойбиотехнологии»спривлечениемизвестныхученых России. Большое значение имели выступления акад. А.С. Спи- рина и К.Г. Скрябина. В целом, в результате парламентских слушаний 2000 г. был сделан вывод – без правительственной инициативы, государственной инновационной программы Россия не сможет в ХХI веке стать полноправным участником мирового биологического рынка.

Внастоящеевремякатастрофическоеположениесбиотехно- логиейвРоссииначинает,правдадостаточномедленно,исправ- ляться. Начинает работать программа финансовой поддержки ученых, все большее внимание начинает уделяться экологиче- ской безопасности биотехнологических производств. В 2005 г. в ГосдумебылоприняторешениеоподдержкеПрограммыраз- витиябиотехнологиив России, котораяранеебылапринятана съездеОбществабиотехнологовим.Ю.А.ОвчинниковавРоссии.

БольшоезначениедляразвитиябиотехнологиивРФдолжно оказатьпринятиеивыполнение«Комплекснойпрограммыраз- витиябиотехнологииРФнапериоддо2020г».Цельпрограммы

– выход России на лидирующие позиции в области биотехно- лоии, в томчисле поотдельным направлениям, среди которых биомедицина занимает лидирующую позицию. Ожидаемые результатыреализациипрограммы–увеличениев8,3разаобъ- ема потребляемой биотехнологической продукции.

Примечательным для современного этапа развития биотех- нологиив Россииявляетсяособоевнимание,котороеначинает уделятьсяфизиологииибиохимиииспользуемыхпродуцентов, а также особый интерес к грибам. Современное человечество начинает понимать, что это особая группа эукариотных орга- низмов,вопределенныхотношенияхдостаточноблизкаякнам, обладает мощными механизмами биохимической адаптации и апикальным ростом и способна выдерживать экстремальные условия существования.

Грибылегкоадаптироватькзаводскимусловиям,онибыстро и на относительно дешевых субстратах накапливают большую биомассу, в производстве можно получать до 10 целевых про-

http://www.mycology.ru