2. Теория эволюции. Принципиальное значение в развитии биотехнологий сыграл биогенетический закон Геккеля-Мюллера, согласно которому онтогенез (развитие организма) повторяет филогенез (развитие вида). Понимание этого закона позволило за счет работы с эмбриональными формами расширить технику гибридизации, перейти к направленной работе с химерами (организмами, состоящими из генетически разнородных тканей) и, в конечном счете, создать ряд техник, основанных на работе с эмбриональными стволовыми клетками.
В настоящее время завершено создание ядра ТП «Биотехнологии». Взаимосвязанными ключевыми технологиями пакета являются «Разрезание ДНК» и «Рекомбинация ДНК». Эти технологии позволяют как модифицировать уже существующие наборы хромосом, так и конструировать произвольные геномы, не связанные генетически с каким-либо природным прототипом.
Прогресс биологии, с одной стороны, и прогресс вычислительной техники, с другой стороны, позволили расшифровать и картировать некоторые геномы. Можно предсказать создание в течение горизонта прогнозирования базы генетических данных, включающей исчерпывающую информацию по целому ряду биологических видов. Вполне вероятно, что по мере создания такой базы будет достигнуто понимание структуры Пангенома – полной совокупности геномов земных живых организмов. Будут сделаны выводы об априори допустимых и априори недопустимых комбинациях нуклеотидов в проектируемом геноме.
Понятно, что конечной целью должна стать технология, позволяющая массовому конечному пользователю заниматься генетическим дизайном.
Нормативно-правовой базой такой работы является Законодательный акт по работе с рекомбинантной ДНК, в которую, конечно, будут вноситься изменения, направленные на расширение возможностей такой работы.
Институциональным решением в области биотехнологий стало создание Биотехнологической Промышленной Организации, координирующей всю коммерческую и значительную часть исследовательской деятельности, а также накапливающую биотехнологические патенты.
Вторая важнейшая «ядерная» технология ТП «Биотехнологии» связана с использованием стволовых клеток, прежде всего эмбриональных стволовых клеток (Л. Томпсон, Д. Герхарт, 1998 г.). Во-первых, эта технология дает возможность управлять режимом работы клетки, не меняя генома, регулируя экспрессию соответствующих генов.
Во-вторых, способность стволовых клеток делиться с образованием любых дифференцированных клеток открывает возможность генетической перестройки уже сформировавшегося, взрослого организма.
Технологии работы с эмбриональными стволовыми клетками позволили решить проблему клонирования млекопитающих, что создает условия для ускорения направленной селекции через «штампование» генетически эквивалентных особей. Клонирование может найти широкое применение и в медицине.
Особенность ТП «Биотехнологии» состоит в том, что его ядро полностью создано и в дальнейшем будет претерпевать лишь оптимизационные улучшения, а периферия далеко еще не обрела системных свойств, в связи с чем перспективы развития технологического пакета совершенно неясны.
Априори можно предположить возникновение трех взаимосвязанных субпакетов, опирающихся на технологии рекомбинации ДНК, эмбриональных стволовых клеток и клонирования, и развивающихся в интересах медицины, сельского хозяйства, природопользования и высокотехнологичного машиностроения:
1. Биоинженерия (биокатализ, биосинтез, биосенсоры, клеточные маркеры, в перспективе – живые конструкционные материалы и живые системы);
2. Управление геномом (производство ГМ-растений, ГМ-животных, ГМ-микроорганизмов, в т. ч. ГМ-антибиотиков, ГМ-ферментов, ГМ-дрожжевых культур, биопестицидов и т. д.);
3. Искусственные экосистемы (производство вымерших организмов, создание принципиально новых биологических видов, создание экосистем).
Развитие этих направлений носит сценарно зависимый характер.
Магистральным направлением развития биотехнологий является достройка субпакета «Управление геномом». На этом пути лежат огромные трудности, колоссальные возможности и предельные риски, в том числе – социальные. В настоящее время отсутствие резко негативной реакции общественности на биотехнологии обусловлено лишь недооценкой перспектив и возможной скорости этого развития в СМИ.
Здесь надо указать, что подобная недооценка характерна также и для большинства профессиональных исследователей. Это обусловлено интуитивным представлением, что животное неизмеримо сложнее растения, а человек – сложнее животного. Между тем эволюционный подход убеждает нас, что автотрофы и гетеротрофы появились одновременно и что развитие животного и растительного мира происходило параллельно и приблизительно с одинаковой скоростью, причем зачастую коренная смена флоры предшествует соответствующей революции в животном мире. Да и сугубо формально: переработка неорганических соединений в органические представляет собой значительно более сложный «хайтек», нежели строительство своего тела из потребленной чужой органики. Мы вправе предположить, что между работой с ДНК растений и с ДНК животных нет принципиальной разницы, следовательно, можно предсказать быстрое развитие исследований в области ГМ-животных. Западная и японская прогностика относит такие исследования к самому горизонту прогнозирования, то есть после 2030-х годов, и даже на этих временах считает появление ГМ-животных маловероятным.
Представляется, однако, что, поскольку ядро технологического пакета достроено и оформлено институционально, достройка конечных субпакетов будет проходить достаточно быстро. Заметим, что на данном этапе не удастся заблокировать исследования законодательно, поскольку их прибыльность будет слишком велика.
В результате субпакет «Управление геномом» будет достаточно быстро достроен почти до конца: созданы и отработаны технологии производства генномодифицированных растений, животных, микроорганизмов, дрожжевых культур. Широко распространяются ГМ-антибиотики, ГМ-ферменты, биопестициды. Удастся не только клонировать человеческие органы, но и модифицировать их, придав необходимые пользователю свойства, например, печень, свободно и в любых количествах расщепляющая алкоголь и иммунная от любых форм гепатита, сердце, не подверженное инфарктам, легкие, фильтрующие вредные примеси.
При переходе к следующему этапу развития мы сталкиваемся со сценарной развилкой.
В основной версии исследования в области управления геномом останавливаются, причем в равной степени из-за законодательных ограничений, резких протестов населения и самоцензуры ученых. В этом случае ТП «Биотехнологии» не обретает собственной онтологии, занимает в развитии технологического «мейнстрима» подчиненное место и развивается в сторону совершенствования сельскохозяйственных и медицинских технологий. В этом варианте значение биотехнологий является очень большим, но проявляется исключительно в технологических пакетах жизнеобеспечивающего уровня (продовольствие, медицина), практически не оказывая влияния на экономику, общественное развитие. Более того, за счет постоянного продления активной жизни наиболее обеспеченным слоям населения в этой модели темпы социального развития будут находиться в отрицательной корреляции с развитием биотехнологий: смена поколений, а следовательно, смена господствующих парадигм, будет происходить медленнее, чем сейчас. Это резко обострит межпоколенческие противоречия и, возможно, приведет к перманентной нестабильности в наиболее развитых странах мира.
