Как стало известно «Моноклю», комитет Совета федерации по науке и образованию в ближайшее время направит в Госдуму проект поправок к закону о генно-инженерной деятельности, призванный ослабить ограничения, наложенные на работу с генно-модифицированными организмами (ГМО). Как известно, в России в отличие от большинства стран мира действует запрет на использование ГМО во всех сферах, кроме медицины («Спутник V» — в чистом виде генная модификация). Это связывает руки ученым: они не могут создавать микроорганизмы с новыми свойствами, необходимыми для более продуктивной выработки различных ферментов. Такие ферменты широко применяются во многих отраслях экономики — начиная с сельского хозяйства, пищевой, текстильной и химической промышленности до нефтехимии и горнорудного дела, — поскольку повышают качество продуктов и ускоряют процесс их производства.
Сегодня Россия на 90% зависит от импорта ферментов, хотя уже имеет мощности для покрытия половины потребностей рынка. Законодательное послабление позволит легально использовать полученные путем генной инженерии микроорганизмы для производства чистых и безопасных ферментов.
Бактерии крутят планету
Микроорганизмы (бактерии, вирусы, дрожжи, грибы и простейшие водоросли) — основа современных биотехнологий. Они подлинные властелины мира: например, благодаря цианобактериям на Земле появилась атмосфера, содержащая кислород. Они участвуют почти во всех реакциях биохимического синтеза снаружи и внутри нас; наконец, они делают мировую экономику более эффективной. И все благодаря уникальному свойству — способности производить в процессе жизнедеятельности разного рода ферменты. Ферменты, в свою очередь, являются катализатором, ускорителем разных реакций, позволяющих получать вещества с новыми свойствами, а то и вовсе новые вещества. При этом на сегодняшний день ученые описали и изучили всего 5% от известных видов микроорганизмов, что открывает головокружительные перспективы для человеческой цивилизации, в том числе для освоения космоса.
Сейчас в промышленности применяются такие белки или элементы, как альфа- и бета-амилаза, глюкоамилаза, целлюлаза, протеаза, липаза и еще 50‒60 видов ферментов. Например, аминокислоты, полученные с помощью бактерий, повышают конверсию производства мяса: животные быстрее набирают вес, что снижает себестоимость. При переработке мяса ферменты улучшают вкус, эластичность волокон, цвет, сохранность и прочее. Микроорганизмы для ферментации используют при производстве кислот, спиртов, пива, кисломолочной продукции, в крахмалопаточной промышленности, хлебопечении и кондитерском деле, виноделии и других отраслях. В медицине продукты жизнедеятельности бактерий представлены про- и пребиотиками, их добавляют в генные и биопрепараты. Ферменты также играют важную роль в переработке сельхозсырья, производстве моющих средств (жирорастворители), обработке текстиля, в лакокрасочной и бумажной промышленности и т. д. Наконец, бактерии помогают увеличить нефтедобычу и повысить качество топлива, облегчают извлечение редкоземельных металлов (их кислоты разъедают породу, скрывающую микрочастицы ценных элементов). Из мирового оборота ферментов, который оценивается в 2 млрд долларов в год, около 0,9 млрд применяется при производстве биотоплива, остальное приходится в основном на промышленные товары и пищевую отрасль. «Россия ежегодно импортирует 13–14 тысяч тонн ферментов, в основном для кормовых добавок и пищевого производства, — поясняет заведующий лабораторией биотехнологии ферментов ФИЦ “Фундаментальные основы биотехнологии” РАН Аркадий Синицын. — Импорт у нас составляет до 90 процентов рынка. При этом в стране имеются собственные мощности для производства, наши предприятия могут покрыть до 30–40 процентов потребности внутреннего рынка. Есть и возможности наращивать объемы».
В России ферменты из микроорганизмов производят компании «Агрофермент», «Сиббиофарм», Завод эндокринных ферментов и группа компаний «Эфко». Например, «Агрофермент» выпускает такие ферменты, как ксилаза, фитаза, протеаза, жирорастворители, продукцию для защиты растений и увеличения нефтеотдачи.
Сравнительно недавно ряд предприятий освоили выпуск аминокислот (лизина, тизина, теанина). В 2023 году в стране началось строительство первого масштабного производства лимонной и молочной кислот, которые также являются продуктом жизнедеятельности микробов и которые мы почти на 100% завозим из-за рубежа. Это проект емкостью 60 млрд рублей от ведущего изготовителя крахмалопаточной и прочей продукции глубокой переработки зерна (тех же аминокислот) — компании «Рустарк». «Мы уже на две трети завершили техническое проектирование первой из трех очередей завода в Армавире, сейчас к участку подводят коммуникации за счет средств региона. Остальное финансирование в основном свое или заемное субсидированное», — рассказывает генеральный директор «Рустарк» Роман Козырев. Он уверен, что себестоимость отечественных кислот будет ниже, чем даже у китайских (а КНР — мировой лидер по их выпуску), поскольку базовое сырье — кукуруза — в России втрое дешевле, чем в том же Китае.
Свободу бактериям-химерам!
Но одно дело сырье, другое — его ферментация, ускоряющая реакции синтеза, высвобождающая нужные элементы и отсекающая ненужные. «Для покрытия потребностей экономики нам необходимо срочно наладить выпуск минимум 25–30 видов ферментов, в то время как всего используется около 50–60, — говорит Аркадий Синицын. — Мы же пока производим только 15. Но чтобы создавать новые ферменты, нужны новые штаммы, которые можно получить только посредством генной инженерии».
В России над изучением и созданием штаммов работают ФИЦ «Фундаментальные основы биотехнологии» РАН, ИБФМ РАН, ВНИИПБТ, филиал ФИЦ питания и биотехнологии» РАН, МГУ им. М. В. Ломоносова, Воронежский госуниверситет, ФГБУ НИЦ «Курчатовский институт — ГосНИИгенетика», а также ряд других научных школ. При НИЦ «Курчатовский институт — ГосНИИгенетика» существует Биоресурсный центр «Всероссийская коллекция промышленных микроорганизмов» (ВКПМ), в фонде которой насчитывается более 22 тыс. промышленных штаммов — как природных, так и генно-модифицированных. «Мы недавно создали новые штаммы, которые позволяют получать ферменты, повышающие конверсию корма в животноводстве, ускоряющие метанольную индукцию в спиртовой промышленности и другие процессы, — комментирует заведующий лаборатории ВКПМ Александр Федотов. — Сейчас разрабатываем ГМО-штамм для производства фермента ксантана. Наш штамм должен стать продуктивнее уже существующих в мире, то есть он будет выделять намного больше нужного вещества».
По сути, именно к повышению продуктивности штаммов микроорганизмов и сводится мировая конкуренция. Природные штаммы имеют одну основную стратегию: быстрее вырасти и активнее размножиться. При этом есть предел их продуктивности. А методы генной инженерии позволяют повысить объем и чистоту вырабатываемых бактериями полезных веществ. «Проблема в том, что сейчас закон о генно-инженерной деятельности не позволяет работать с ГМО-штаммами в объемах, превышающих лабораторные, — объясняет заведующий лабораторией НИЦ “Курчатовский институт — ГосНИИгенетика” Александр Яненко. — На практике это оборачивается тем, что если мы создаем фермент от штамма, то при его регистрации приходится проводить дополнительные исследования, подтверждающие, что в генах редуцента нет чужеродных элементов. Это удлиняет вывод на рынок нового штамма и соответствующих ферментов на полтора-два года, а наши предприятия-заказчики несут дополнительные затраты при упущенной выгоде. К тому же сейчас продуцент ферментов (микроорганизмы) надо улучшать каждые два-три года, иначе будешь неконкурентоспособным». Поэтому НИЦ «Курчатовский институт — ГосНИИгенетика» выступил соавтором поправок в закон о ГМО. «Мы предлагаем закрепить в законе понятие “генно-инженерная деятельность”. Это позволит не относить к запрещенным в стране ГМО-штаммам те, которые получены методом изменения родного генома», — говорит Александр Яненко.
В России с 1996 года действует закон «О государственном регулировании в области генно-инженерной деятельности», а также различные отраслевые законы, запрещающие использование ГМО-технологий. Официальная причина запрета — малая изученность воздействия генно-модифицированных продуктов на организм человека. Особенно строго за этим следят в растениеводстве и пищевой промышленности; это отчасти затрудняет вывод на рынок новых эффективных гибридов, а в животноводстве — новых пород скота. «При этом медицина и фармацевтика выведены из-под действия этого закона, поскольку иначе не появились бы многие вакцины и некоторые генно-терапевтические препараты, — рассказывает заведующий сектором кафедры вирусологии биологического факультета МГУ им. М. В. Ломоносова Николай Никитин. — Например, “Спутник V” — чистая ГМО-технология: здесь в ген аденовируса внедрили белок из гена коронавируса, чужеродного вида».
Для других же отраслей ГМО под жестким запретом. «Чиновники опасаются ГМО, но это стереотип. Когда принимался закон о запрете генной модификации, еще не существовало тех методов генной инженерии, которые используются сейчас, — поясняет Александр Яненко. — Прежде в одном гене сочетали элементы генов других видов. А теперь мы нередко просто модифицируем родной геном штамма, подавляя ненужные нам свойства и усиливая нужные. Или же внедряем в ген элементы близкородственного вида, что могло бы случиться и в природе».
Конкурировать будет проще
Принятие поправок позволит уравнять конкурентные условия для зарубежных и отечественных производителей ферментов. «Мы же все знаем, что аминокислоты, например, в России получают из генно-инженерных штаммов, что не совсем законно и составляет так называемую серую зону промышленности, — говорит президент Национальной биотопливной ассоциации Алексей Аблаев. — Кроме того, мы импортируем китайские ферменты — и все понимают, что это продукт от ГМО-штаммов, иных в КНР попросту нет. Но при регистрации в Россельхознадзоре китайцы не указывают, что это ГМО, и им дают разрешение. А нашим так нельзя, только через череду экспертиз. Хотя многие отечественные производители тоже используют при регистрации новых ферментированных препаратов обходные пути. Поправки в закон позволят легализовать их деятельность. И мы сможем быстрее выводить на рынок новые ферменты, повышающие эффективность производства». По словам эксперта, в случае ферментов страх перед ГМО необоснован. «Вот представьте: ГМО-вакцину вам вводят прямо в кровь, ее ДНК даже не растворяется пищеварительной системой, — рассуждает Алексей Аблаев. — А фермент попадает в организм уже чистый, никаких измененных или неизмененных ДНК штаммов в нем в помине нет, все удалено. Так зачем же запрещать такие штаммы?»
Работу планируется упорядочить с помощью создания при НИЦ «Курчатовский институт» Национального биологического ресурсного центра, в котором будет собрана единая коллекция штаммов разных МО. Сейчас эти коллекции разрозненны (у растениеводов одни, у животноводов и фармпроизводителей другие). «Мы же обеспечим хранение и стандартизацию штаммов из разных областей науки, что позволит ученым быстрее находить микроорганизмы с нужными свойствами, чтобы сочетать их гены с другими, — говорит Александр Яненко. — А главное, мы систематизируем оборот штаммов, правила их пересылки и обеспечим защиту интеллектуальных прав на разработки». Бизнес только приветствует появление такого биоресурсного центра. «Для нас особенно актуальным будет быстрое создание штаммов с новыми свойствами для более чистого выпуска аминокислот и кислот, — говорит Роман Козырев из “Рустарка”. — А защита интеллектуальных прав позволит предприятиям уверенно инвестировать в наукоемкие производства».
