Эра антибиотиков. 
Особенности становления и развития биотехнологии

Эра антибиотиков (1941;1960 г. г.). Спустя 12 лет после открытия зеленой кистевидной плесени Penicillium notatum, продуцирующей антибиотик, Александр Флеминг — автор открытия писал: «Не стоит трудиться ради того, чтобы получить пенициллин». Однако с началом Второй мировой войны возникла острая потребность в этом препарате. Англичане X. Флори и Э. Чейн (Оксфордский университет) получили очищенный от примесей желтый порошок пенициллина и успешно испытали его на мышах, предварительно зараженных патогенными бактериями. Получение пенициллина (в 1945 г. его производство достигло уже 0,5 т) стало важным этапом в становлении современной биопромышленности, а главные лица (А. Флеминг, X. Флори и Э. Чейн), участвовавшие в его создании, получили в 1945 г. Нобелевскую премию.

Вместе с тем, хотя биотехнологические процессы в основном связаны с микроорганизмами, уже в эти годы не менее существенную роль сыграло использование клеток животных и растений.

С начала 50-х годов XX в. вирус полиомиелита для производства вакцины выращивается в культурах клеток млекопитающих. Именно в эти годы линии культур клеток человека стали незаменимыми для выделения и выращивания ряда других вирусов, при производстве высокоспецифических белков (антител и интерферонов), в исследованиях рака и в противовирусной химиотерапии.

В этот же период широко используется культура растительной ткани, техника которой была значительно усовершенствована в 1937 г. В том же году Р. Готре разработал метод культивирования недифференцированной ткани моркови. Отделенный от родительского растения каллюс он фрагментировал и культивировал в новой культуральной среде, содержащей гормон роста — ауксин. Такие культуры тканей можно сохранять в течение десятилетий. В 1954 г. в Германии получена культура из отдельных растительных клеток. Позже подобные методы получили должное развитие. В 1957 г. специалисты добились образования у культуры корней и стеблей, предварительно обработав каллюс растительными гормонами.

В 1960 г. Э. Коккинг разработал метод ферментативного получения протопластов, слияние которых, минуя половое размножение, позволяет получать разнообразные гибриды (соматическая гибридизация).

В 1943 г. С. Э. Лурия и М. Дельбрук определяют наличие настоящих мутантов и мутаций среди бактерий. Этот год является годом становления генетики бактерий зарождения, а впоследствии — развития генной инженерии.

Начиная с 30-х годов XX в. в Советском Союзе активно работают научные школы академиков Н. П. Дубинина, С. И. Алиханяна, И. А. Раппопорта, Ю. А. Овчинникова, К. Г. Скрябина, Е. Д. Свердлова, И. Г. Атабекова, В. Г. Дебабова, Г. К. Скрябина и др., исследующие вопросы генетики популяций, эволюционной, радиационной и космической генетики, генетические основы селекции, различные аспекты химического мутагенеза и его применение для изучения строения гена, а также в области селекции сельскохозяйственных культур и промышленных микроорганизмов.

Открытие А. Флемингом, Х. Флори и Э. Чейном химиотерапевтической активности пенициллина стало важным этапом в развитии биотехнологии хозяйственно ценных веществ. Началась интенсивная работа по поиску активных продуцентов антибиотиков, получению мутантов с измененным наследственным материалом, обладающих способностью к сверхсинтезу, а также разработка методов культивирования грибов, создания технологических схем крупномасштабного производства. Кроме того, существенную роль в эти годы сыграло использование клеток животных и растений. Например, культуры клеток человека при выращивании ряда вирусов для производства вакцин; при производстве высокоспецифических белков (антител и интерферонов); в исследованиях рака и в противовирусной химиотерапии.

В 1953 г. Сенгер установил полную структуру белка инсулина, а Дж. Уотсон и Ф. Крик установили модель двойной спирали молекулы ДНК, был расшифрован механизм действия генетического аппарата.

В 1957 г. А. Айсакс и И. Линдеман открыли интерферон. Широко используется культура растительной ткани: получение культуры из отдельных растительных клеток, обработка каллюса растительными гормонами.

В 1958 г. молекула ДНК была впервые синтезирована в лаборатории. Эти открытия заложили фундамент молекулярной биологии и генной инженерии.

Все прогрессивное в области биотехнологических и технических дисциплин, достигнутое к тому времени, нашло свое отражение в биотехнологии:

• — 1936 — были решены основные задачи по конструированию, созданию и внедрению в практику необходимого оборудования, в том числе главного из них — биореактора (ферментера, аппарата-культиватора);
• — 1938 — А. Тизелиус разработал теорию электрофореза;
• — 1942 — М. Дельбрюк и Т. Андерсон впервые увидели вирусы с помощью электронного микроскопа;
• — 1943 — пенициллин произведен в промышленных масштабах;
• — 1949 — Дж. Ледерберг открыл процесс конъюгации у Е. colly;
• — 1950 — Ж. Моно разработал теоретические основы непрерывного управляемого культивирования микробов, которые развили в своих исследованиях М. Стефенсон, И. Молек, М. Иерусалимский, И. Работнова, И. Помозгова, И. Баснакьян, В. Бирюков;
• -1951 — М. Тейлер разработал вакцину против желтой лихорадки;
• — 1952 — У. Хейс описал плазмиду как внехромосомный фактор наследственности;
• -1953 — Ф. Крик и Дж. Уотсон расшифровали структуру ДНК. Это стало побудительным мотивом для разработки способов крупномасштабного культивирования клеток различного происхождения для получения клеточных продуктов и самих клеток;
• — 1959 — японские ученые открыли плазмиды антибиотикоустойчивости (К-фактор) у дизентерийной бактерии [9].