Поставить природные процессы, в том числе происходящие в микромире, на службу человеку - это и есть биотехнологии. И в этой области Уфимский институт биологии Российской академии наук уже может похвастаться несколькими патентами. Собственно, стена в лаборатории биологически активных веществ, где мы беседуем, представляет собой целую выставку патентов.

Самые заметные достижения в области защиты растений - препараты «Елена» и «Азолен», - зарегистрированные и внесенные в реестр разрешенных к применению (не всякий институт может похвастаться такими достижениями). «Елена» защищает зерновые, огурцы и томаты от более чем десятка инфекций, ускоряет рост растений. «Азолен» способствует усваиванию атмосферного азота, выработке гормонов растений и за счет этого стимулирует их рост и сопротивляемость болезням. На очереди еще один препарат - «Бациспецин», он сейчас проходит сертификацию. Это необходимый этап проверки любого средства защиты растений: оно должно быть безопасным для человека, домашних животных, окружающей среды. 

- А почему появилась необходимость в биологической защите? Еще недавно против того же жука помогал препарат «Карате»…

- При помощи химических пестицидов вы гарантированно перебьете всех вредителей и болезни. Но заодно уничтожаются и полезные микроорганизмы в почве. К тому же любой пестицид накапливается в ней, попадает в воздух, в воду, далее распространяется по пищевой цепочке, постоянно проникая и в наши с вами организмы, - отвечает старший научный сотрудник лаборатории прикладной микробиологии Наиля Галимзянова. - При помощи биотехнологий нельзя уничтожить возбудителей болезней окончательно (да и не нужно этого делать: неизвестно, каковы будут последствия). Но сохранить урожай на оптимальном уровне вполне возможно. 

…В чашках Петри разрослись зеленым, черным, белым бархатом культуры грибов. Чтобы вырасти, им достаточно емкости и питательной среды - они, так сказать, любят стабильность. Однако в некоторых лежат комочки земли, к которым грибные сплетения словно не хотят приближаться. Значит, там присутствует микроорганизм-антагонист. Рядом в специальном шейкере колбы с бактериями постоянно взбалтываются - чтобы кислород и питательные вещества распределялись равномерно. 

- Новые полезные микробы ищут в разных почвах, в воде - они могут обнаружиться где угодно. На Земле нет стерильных сред, - поясняет Наиля Галимзянова. - Это мы живем в мире микробов, а не они в нашем. Их намного больше по биомассе, они разнообразнее и населяют планету гораздо дольше человека. И привыкли адаптироваться к любым изменениям. К слову, в организме каждого человека их примерно по 3-4 килограмма. А в одном грамме почвы содержится несколько миллиардов бактерий, сотни тысяч дрожжей, несколько десятков метров грибного мицелия, а также актиномицеты - и это только то, что мы можем выделить и классифицировать в лаборатории. По оптимистичным оценкам, это только 10 процентов от всего существующего разнообразия. Прочие микроорганизмы просто не растут в лабораторных средах. Их обнаруживают при помощи современных генетических методов. 

В «наземной» природе никогда не прекращается борьба за жизнь. То же самое происходит и в почве - только для уничтожения противника микроорганизмы не выпускают когти, а выделяют особые вещества. И уже обнаружено немало обитателей «микромира», которые борются с болезнями растений, вызванными в основном грибами. 

- Обнаружив «способные» бактерии, мы подбираем для них температуру и другие условия, при которых они будут выделять максимальное количество нужного нам антагонистического вещества, - рассказывает старший научный сотрудник лаборатории биологически активных веществ Татьяна Коршунова. - Современные биопрепараты должны «работать» против широкого спектра болезней, стимулировать рост - быть многофункциональными. Важно и то, чтобы микро-организм было легко культивировать; гораздо удобнее работать, если он переносит сушку: жидкие препараты хранить труднее. 

Однако все это - далеко не единственный «вид работы» для микробов. Биопрепараты под маркой «Ленойл» очищают почву от нефти и нефтепродуктов: в местах разливов (в том числе старых), на заброшенных месторождениях. Понятно, что для нашей 

республики это сверх-

актуально. 

- А как бактерии это делают? И каков срок очистки?

- Они просто питаются углеродом, содержащимся в нефти: углерод - основа жизни на Земле. А срок зависит и от возраста загрязнения (чем старше - тем труднее очистить), и от конкретной задачи: требуется ли вернуть землю в общий хозяйственный оборот (чтобы на ней можно было строить дома) или в сельскохозяйственный? Для каждого «пятна» разрабатывается своя технология. Средние сроки - от года до пяти лет.

Недавно появились новые биопрепараты для садоводов: «Биокомпост» (способствует более быстрому созреванию компоста), «Биосептилон» (для дачных туалетов).

В январе 2015 года открытие еще одного способа применения микроорганизмов на благо человека отмечено премией правительства РФ в области науки и техники для молодых ученых. Заведующий лабораторией биологически активных веществ Олег Логинов, младший научный сотрудник Дарья Четверикова и старший научный сотрудник Ева Столярова обнаружили микроорганизмы, способные окислять соединения меди и цинка, остающиеся в отходах месторождений.

- В результате деятельности бактерий металлы переходят в раствор, из которого «добыть» их уже несложно. Добавив этот способ к обычному, можно повысить процент извлечения меди и цинка до 98, а в перспективе таким же образом можно будет выделять кобальт и никель, - пояснила Ева Столярова.

Выжили. Пора расширяться

Для сравнения мы решили узнать, как развивается отрасль производства традиционных способов защиты растений.

- Не нужно думать, что гербициды – это химикаты, которые просто убивают на поле все живое, что не сможет выстоять. Это вещества, которые нарушают процесс роста и развития сорняков, и те погибают, таким образом создается наиболее комфортная для полезных растений ситуация. При этом нужно четко понимать: сейчас идет снижение урожайности зерновых и технических культур, так что отказаться от использования гербицидов человечество никак не может.

С таких слов начал наш разговор заместитель директора ГУ «Научно-исследовательский технологический институт гербицидов и регуляторов роста растений» АН РБ Евгений Брахфогель. 

Институт появился в республике в 1964 году, а с 1981 года выполнял головную роль в разработке гербицидов, фунгицидов и регуляторов роста растений в СССР; численность его сотрудников достигала 1,5 тысячи человек.

- Основным нашим направлением были гербициды для зерновых. Большинство этих препаратов делается на основе - 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты, которую выпускал уфимский «Химпром». Это предприятие было одним из самых больших в Союзе и обеспечивало ею практически всю страну. Теперь «Химпрома» нет, и эту кислоту мы вынуждены импортировать из Китая, Индии, Польши. На ее основе институтом были разработаны оригинальные запатентованные  препараты: «Октапон-экстра», «Чистолан», «Чистолан-экстра», «Октиген». Они позволяют  решать проблему чистоты посевов зерновых в средней полосе России, уверенно работают в разных климатических зонах. Есть и запатентованный препарат для защиты от сорняков свеклы - «Эфилон».

Однако в начале 1990-х наш большой институт был разделен на два самостоятельных учреждения: собственно НИТИГ и «Опытный завод Академии наук», который обанкротился в 2010 году. Нам сразу после раздела стало очевидно: институт погибнет, если мы что-то не придумаем. Технологии и патенты остались в наших руках, и мы организовали производство на территории «Химпрома». Когда в начале 

2000-х и он был разгромлен, перетащили его поближе к институту. 

Сегодня мы выпускаем до 1,5 тысячи литров в сезон - но не потому, что не можем больше, а потому что больше трудно продать: сельхозпроизводители у нас небогатые, да и конкуренция на рынке пестицидов высока. А чтобы выпускать очень много, пробовать экпортировать, нужны большие оборотные средства.

В середине 1990-х годов Минсельхоз РФ внедрил было практику частичной оплаты средств защиты растений напрямую их производителям – нам, при условии поставок фермерам. Однако это полезное начинание просуществовало недолго. Теперь деньги выделяют сельхозпроизводителям, но у них много нужд…

Серьезным препятствием на пути внедрения новых СЗР является их государственная регистрация. Конечно, любые средства защиты растений должны пройти многоступенчатые испытания на безопасность: для пчел, для птиц, для сельскохозяйственных животных, для людей. Это занимает 2-3 года и стоит дорого. Так, в прошлом году на регистрацию одного препарата требовалось как минимум 5 миллионов рублей - все за счет заявителя. Через 2 года проводится перерегистрация - снова за те же деньги. Это ставит под вопрос возможность разработки новых препаратов. 

- Неужели во всем мире производители нужных сельскому хозяйству препаратов несут такие затраты?

- Да, за это платят все. Но в стране, которая заботится о своем сельском хозяйстве, в случае неурожая дотации получают все: и фермеры, и производители средств защиты растений. Нам на это рассчитывать не приходится. К сезону 2010 года ГП «Башплодородие» приобрело у нас крупную партию гербицидов, достаточную для обработки как минимум одной пятой всех посевных площадей республики. 

Из-за засухи существенная часть препаратов осталась на их складах до следующего года. Это очень сильно ударило по нашему институту: на 2011 год мы утратили одного из главных заказчиков. 

Жизнь подсказала нам наиболее успешный способ организации производства в наших условиях: уже много лет изготовляем гербициды по договорам с заказчиками  - с тем условием, что они полностью закупают сырье и все необходимые материалы вплоть до канистр и этикеток. И получаем деньги за процессинг - это наш основной источник доходов. Но мы по-прежнему остаемся научно-исследовательским институтом, и у нас есть новые успехи. Так, сейчас разрабатывается новый способ производства 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты. При помощи республиканского бюджета закуплено необходимое для отработки технологии оборудование. Развернуть производство можно было бы в Стерлитамаке, где есть необходимые ресурсы; при этом речь идет о строительстве не целого завода, а всего лишь одной установки. И в этом нам нужна помощь. Избавиться от импортозависимости по такому важному виду сырья – разве это не необходимо стране, разве это не может быть выгодно? Мы ищем партнеров!

Окончание в следующем номере.

Бацилла против тромбов

Новосибирские ученые нашли сенной палочке еще одно применение: протеаза - фермент, который она вырабатывает, - способна очень быстро разрушать мертвую ткань, которую и представляет собой тромб. Однако просто ввести в кровь этот фермент нельзя, так что биотехнологи придумали революционный способ: фермент заключается в «шубу» из водорастворимого полимера и выполняет свою задачу. Альтернатива - либо удаление тромба хирургическим путем, либо дорогие зарубежные препараты, действие которых основано на подавлении системы тромбообразования вообще. Пробные партии препарата «Тромбовазим» уже выпускаются Сибирским центром фармакологии и биотехнологий.

«Доспехи» из микробов

С первых дней существования человек собирает своего «бактериального двойника» - свойственный только ему набор бактерий. И они не допускают заражения другими, которые в наш «биоценоз» не входят. Болезнь - прорыв в теле этого сообщества. Антибиотики подобны ядам общего действия, они убивают все. И потом на мертвых наших просторах размножаются в первую очередь вредные микроорганизмы. На этой новой теории основаны новые методы лечения, к примеру, астмы, туберкулеза, аутоиммунных заболеваний: ученые подсаживают в организм «правильные» бактерии. Обо всем этом пишет Джессика Сакс в книге «Микробы хорошие и плохие».

Пока что - забугорные

Селен предотвращает старение клетки и защищает ее мембрану от разрушения свободными радикалами. «Селплекс» повышает вывод молодняка и живую массу и значительно увеличивает содержание в яйце селена. Эти и многие другие биотехнологии используют передовые российские птицеводы. Уже в каждом третьем литре российского кефира есть биодобавки - по большей части импортные.