Любое утверждение можно подкрепить подходящей к случаю цитатой из классиков. Например, «Из всех искусств для нас важнейшими являются вино и домино» (В. И. Ленин). Или «Широко простирает химия руки свои в дела человеческие» (М. В. Ломоносов). Найти у классиков цитату о том, что и биотехнология широко простирает свои руки, невозможно ...
– само это слово придумали в 1917 году, а более-менее широко применять, и то для начала в узком кругу специалистов, стали только в шестидесятых годах прошлого века. Зато самыми солидными многие считают цитаты из Библии, а там можно найти высказывание на любой случай, в том числе об одном из первых освоенных человечеством биотехнологических процессов – получении пищевых продуктов с помощью микробиологического брожения.

Вино, уксус, дрожжи, закваска и другие, относящиеся к классической биотехнологии, термины упоминаются в Ветхом и Новом завете тысячи раз. Например, когда евреи бежали из Египта, «… понес народ тесто свое, прежде нежели оно вскисло; квашни их, завязанные в одеждах их, были на плечах их» (Исх 12:34). Пророк Исайя, подбивая народ израильский восстать против очередных угнетателей, от имени Господа обещал: «… вот, Я беру из руки твоей чашу опьянения, дрожжи из чаши ярости Моей… и подам ее в руки мучителям твоим» (Ис 51:22,23). Иисус предостерегал апостолов: «… смотрите, берегитесь закваски фарисейской и саддукейской» (Мф 16:6). Правда, туповатые ученики, как всегда, поняли его буквально, и Сын Человеческий в очередной раз был вынужден объяснять им смысл иносказания. И апостол Павел, призывая паству к перестройке и обновлению, писал: «… очистите старую закваску, чтобы быть вам новым тестом» (1 Кор 5:7).

Рассказ о любой науке часто начинают со слов вроде «Впервые это упоминается в трактате третьего тысячелетия до нашей эры, приписываемом легендарному мудрецу…» или «на фресках египетских пирамид есть изображения…». При желании что-нибудь в этом роде можно сказать по любому поводу – от ядерной физики до нейрохирургии. Если пыль веков придает предмету рассмотрения добавочную солидность, то биотехнология легко составит конкуренцию другим, более известным из древнейших профессий.

Неизвестно, сколько тысяч лет назад люди научились применять процессы спиртового, молочнокислого и других видов брожения. Возможно, даже раньше, чем разводить огонь. Слоны, например, хоть они и глупее неандертальцев, не отказывают себе в удовольствии покушать перебродивших фруктов, после чего шатаются по джунглям, дерутся друг с другом (больше-то не с кем) и мирно засыпают в канаве под деревом бодхи.

Практическое применение биотехнологии началось тогда, когда наши далекие предки попробовали что-нибудь прокисшее и обнаружили, что продукт не испортился, а приобрел новые полезные свойства.

Первыми микроорганизмами, которых люди приручили и заставили работать на себя, были дрожжи и молочнокислые бактерии. И те, и другие встречаются в природе везде, где есть хоть немного сахаров – на поверхности растений, в почве, воде, на коже и в кишечнике человека и других животных. Молочнокислые бактерии питаются лактозой (молочным сахаром) и другими простыми сахарами, а в окружающую среду выделяют в основном молочную кислоту и – в зависимости от рода и вида – различные количества углекислого газа, уксусной кислоты и этилового спирта. Дрожжи превращают простые сахара в этиловый спирт и углекислый газ.

Обратите внимание: и здесь, и в дальнейшем, если речь пойдет об исходных и конечных продуктах жизнедеятельности микроорганизмов, это в подавляющем большинстве случаев грубое упрощение. Сказать, что молочнокислые бактерии питаются лактозой и производят молочную кислоту – это примерно так же правильно, как заявить, что японцы питаются рисом и производят телевизоры. Подбор оптимальных условий для развития микроорганизмов – сложная и важная задача, в том числе и потому, что от состава, температуры и других параметров среды очень сильно зависит количество и состав продуктов жизнедеятельности, ради которых их и разводят в неволе. Спиртовое, молочнокислое, уксусно-, масляно-, пропионово- и-так-далее-кислое брожение называют так по основному конечному продукту метаболизма.

Большинство микробов способны питаться самыми разными органическими веществами. Например, большинство уксуснокислых бактерий предпочитают питаться не спиртом, а глюкозой, но в богатой сахарами среде (например, в виноградном соке) их развитие подавляют лучше приспособленные к этой среде конкуренты, обычно – дрожжи. А вот когда дрожжи съедят все доступные им сахара, образуют споры и лягут на дно, наступает звездный час уксуснокислых бактерий – и так далее. В конечном итоге все органические вещества возвращаются в атмосферу в виде углекислого газа и азота, в воду и в почву – в виде минеральных солей, и снова включаются в круговорот веществ в природе.

Конечный продукт – это тоже условное понятие. В каждой клетке, от бактерии до нейронов головного мозга homo sapiens, превращение одних веществ в другие – это сложный и многостадийный процесс с многочисленными «вспомогательными производствами», поэтому выражения вроде «образуют молочную кислоту» подразумевают множество промежуточных и побочных продуктов. Иногда эти вещества составляют неотъемлемую часть основной продукции – например, создают букет вина или вкус и запах хлеба.

Во многих случаях они мешают производству, и приходится прилагать усилия, чтобы увеличить выход нужного продукта и выделить его в чистом виде. Примеры – очистка спирта этилового зернового класса «Люкс» от сивушных масел путем многократной ректификации. Или выделение с помощью гель-электрофореза доли процента прогестерона из общей массы содержимого биореактора, в котором генетически модифицированные кишечные палочки проводят биотрансформацию растительных эстрогеноподобных веществ в человеческие кортикостероидные гормоны.

Если последняя фраза показалась вам трудноватой для восприятия, не расстраивайтесь. Начнем с простого и понятного, а к сложностям и чудесам современной биотехнологии перейдем постепенно.