свой эффект на снижение парниковых газов[185] – одну из причин глобального потепления, и по оценкам экспертов, – это только начало.

Да, у биотоплива действительно очень хорошие перспективы. Но благодаря ГМО они могут стать еще радужнее. Здесь ученые работают сразу в двух направлениях: одни исследователи делают ставку на улучшение растительного сырья, другие – на улучшение «работников» – дрожжей, которые из исходного сырья помогают делать само топливо. Вот о последнем подходе мы и поговорим.

По сути, тростник, кукуруза или опилки в производстве топлива нужны именно затем, чтобы накормить дрожжи – стать их источником углерода. «Сытые» дрожжи затем отлично растут в больших открытых резервуарах, где автоматика обеспечивает постоянную рециркуляцию их клеток. Все это помогает активному брожению, а его результатом становится много производимого этанола. Кроме постоянно увеличивающейся концентрации этанола, терпеть дрожжам приходится и высокие температуры. Дело в том, что в процессе самого брожения высвобождается некоторое количество энергии – тепла. Часть этой энергии нужна самим клеткам дрожжей для обеспечения их жизненных функций. Но излишки энергии способны нагревать среду, что в итоге приводит к остановке роста дрожжей. То есть чем больше энергии выдают трудяги-дрожжи, тем сложнее становятся их условия для жизни и размножения. И вот тут им и могут помочь генные инженеры.

Исследование огромной коллекции геномов дрожжей позволило выявить несколько уже существующих штаммов с пониженной чувствительностью к этанолу и большей толерантностью к повышенным температурам. В этих штаммах не работали несколько генов, связанных с температурной чувствительностью. Так стало понятно, что, отключив (такую процедуру называют генным нокаутом) эти гены у других штаммов, ранее уже проверенных в промышленном производстве биотоплива, можно потенциально получить дрожжи, способные вынести более сложные условия. По оценкам, такие дрожжи могут с легкостью расти в среде, где содержится до 15 % этанола, а температуры поднимаются до 42[186].

Производство биоэтанола на базе целлюлозы (ее источником, например, могут быть опилки) имеет свои проблемы. Кроме целлюлозы в состав опилок входит ксилоза[187], которая плохо ферментируется дрожжами. А еще в целлюлозной биомассе достаточно уксусной кислоты, которая тоже осложняет трудягам-дрожжам работу. Но и с этим исследователи готовы работать, и даже достигли немалых успехов, создав ГМ-штамм, способный эффективно работать и с таким сырьем[188].

Ученые уверены, что дальнейшие поиски и эксперименты помогут еще больше расширить границы производственных условий, в которых новым дрожжам-мутантам было бы комфортно, а в качестве источника можно было использовать все больше вариантов сырья. Таким образом, генная инженерия может внести свой, причем довольно большой вклад в то, какая планета достанется следующим поколениям.

3.4. Итоги главы

Терпеть не могу фразу «каждый из нас наполовину банан» – это большая спекуляция на тему того, как нужно считать сходство и различие в геномах. Такими же спекуляциями можно и вполне законно вывести фразу о том, что мужчина гораздо ближе к самцу шимпанзе, чем к женщине[189]. Но много ли в ней смысла, а не эмоций или злой иронии? Но здесь сказать нечто такое будет даже уместно: все мы с вами намного более дрожжи, чем бактерии. Все это благодаря тому, что дрожжи имеют в своем рабочем арсенале механизмы куда более близкие к нашим собственным. А значит, вариантов применения ГМ-дрожжей становится еще больше.

Сегодня ГМ-дрожжи проникли во все сферы жизни человека. Где-то еще только как экспериментальные, но перспективные разработки. А где-то и как полноценные участники рынка. В пищевой промышленности можно встретить использование антифриз-белков – белков, благодаря которым в природе не замерзают кровь и биологические жидкости арктических рыб[190]. Секрет в том, что такие белки не позволяют им превращаться в кристаллы. Свойство, полезное и при заморозке пищевых продуктов. К примеру, мороженого[191]. На рынке уже есть компании, которые ввели в свой ассортимент мороженое, в составе которого есть антифриз-белки, позволяющие сохранять нежную текстуру, не содержащую кристалликов льда, при заморозке. А производить эти самые белки для мороженого поручили как раз таки дрожжам. Пивовары и виноделы, как правило, слишком рьяные приверженцы поддержания традиций. Попробуйте вспомнить рекламу хотя бы одной марки, которая бы не строилась на мысли, что данная марка строго следует традициям, заложенным еще ее основателями сотни лет назад. Маркетинг – такой маркетинг, к сожалению. А между тем сопротивляются новым технологиям они совершенно зря, ведь ученые готовы предложить им множество вариаций ГМ-дрожжей, использование которых сильно расширит линейку вкусов и повысит качество продукции, выпускаемой большими партиями, за счет стабилизации процессов производства[192].

Важны ГМ-дрожжи и для фармацевтической отрасли. Например, для производства главного лекарства против малярии – артемизинина. Обычно его получают из растений полыни однолетней (Artemisia annua). Мы давно привыкли, что химики могут синтезировать аналог любой растительной молекулы, и на основе именно таких, химически синтезированных молекул, уже массово изготавливают косметику и лекарства. Для производства это, как правило, более дешево и надежно, не требует стадии дорогостоящей и ответственной очистки сырья, а для окружающей среды более безопасно – не надо рубить лишние леса под поля ромашек, чтобы добавить их экстракты в шампуни. Но в случае с молекулой артемизинина, к сожалению, химический синтез довольно сложен и выходит для производителя затратнее, чем получение из растений[193]. По данным ВОЗ за 2019 год, малярией переболели почти 230 миллионов человек, из которых более 400 000 случаев завершились смертью пациентов[194]. При этом прием препарата не разовый, его курс (обычно принимают в комбинации с другими препаратами для избежания появления устойчивости паразита к артемизинину как к препарату основной линии) занимает несколько дней[195]. Так что несложно представить, какие объемы артемизинина необходимы человечеству ежегодно. А если учесть, что 94 % случаев приходится на регионы Африки, то понятной становится и необходимость максимально снизить стоимость производства такого жизненно важного лекарства. В общем, химический синтез, так выручающий производителей в других случаях, в этом деле помочь может плохо. На выручку и тут готовы прийти ГМ-дрожжи. И речь не просто о потенциальной возможности. Почти 10 лет назад французская фармацевтическая компания Sanofi впервые поставила на поток производство полусинтетического артемизинина, сырье для которого «готовят» ГМ-дрожжи[196]. И конечно же, артемизинин далеко не единственный препарат, в создании которого эти трудяги принимают участие.

Как и из прошлой главы, вывод остается прежним: чем меньше палок в колеса будет получать развитие технологий генетической модификации, тем больше возможностей станет доступно обычным людям. Дешевые, более качественные и экологичные продукты, лекарства и топливо – та награда, что ждет нас всего за одно простое