21.1 Қазіргі кездегі биотехнология және биоиндустрия

Биотехнология (тірі жүйелердің технологиясы) соңғы онжылдықтың сәнді саласы деп атауға болады. Оның айналымы өсуде, жыл сайын құрылатын “Fartune” журналында жүз ірі динамикалық әлем компанияларымен қоса, биотехнологияларды кәсіби тұрғыдан қарастыратын компаниялар да көп. Биотехнология – биотехникалық жүйедегі және өндірістік саладағы тірі ағзаларды қолдану әдістерінің жиынтығы мен тәсілдері деп түсіндіреледі. Басқаша айтқанда, биотехнология өсімдіктердің, жануарлардың, микроағзалардың, генетикалық материалын өзгерту үшін заманауи білімдер мен технологияларды қолдана отырып, жаңа көрсеткіштерге жетуді көздейді. Соңғы кезде әдебиеттерде биотехнология жетістігін биореволюция, ғылыми-техникалық өрлеу деп атайды. Бұл әсірелеп айту емес. Биотехнологияны шартты түрде болмаса да «жаңа» және «ескі» деп бөлген ғалымдармен келісуге болады. Ескі биотехнология дәстүрлі микробиологиялық өндірістер негізінде қалыптасқан. Микроағзаларды, нан өнімдерін, жүзім шарабын, сыра дайындау, ірімшік жасауда, шәрбәт, қышқыл сүт өнімдерін ашыту процессі көмегімен алу ежелден бері белгілі. ХХ ғасырда биотехнология одан әрі дамып, химиялық өнімдер шығару саласында, формацевтикалық салада (антибиотиктер шығару және т.б.) сияқты салаларда дами түсті. «Жаңа» биотехнология – ХХ ғасырлардағы жетістіктерімен қоса, ҒТР-дың туындауы. Ол химиялық техника мен технологиялар, электроника, микробиология, биохимия, генетикадағы инновацияларға сүйенеді. Жана биотехнология саласына алдын ала бекітілген кандай да бір ағзалар мен генетикалық жүйелердің өзгеруімен тиімділігі жоғары ағзаларды жасау мақсатын қоятын генетикалық инженерия кіреді. Биотехнологияны қолдану салалары нақты белгіленген Рио – де – Жанейродағы «Повестка дня на 21 век» атты биотехнология тақырыбына арналған конференциясында осындай он мақсат аталған. Биотехнология мәселелеріне қызығушылық танытқан экономист-географ Н. В. Алисов биотехнологияны қолданудағы алты басты саланы көрсетеді:

Біріншіден, бұл ауыл шаруашылық өндірісінің өнімділігін гендік инженерияның көмегімен мал шаруашылығы мен өсімдік шаруашылығында енгізу және мәдени өсімдіктерді, үй жануарларын аурулар мен зиянкестерден қорғау. Бұл жағдайда гендік инженерияның әдістерінің бірі – клондау әдісін айтып кеткен жөн (грек тілінен klon – ұрпақ, бұтақ), т.б. организмдерді жыныссыз жолмен көбейту арқылы сол организмдерге ұқсас ұрпақтар алу. 1990 жылдарында клондау әдісіне деген қызығушылық туа бастады және оның қорытындысы айқын практикалық нәтижелерге әкелді. 1997 ж. Шотландияда клондау әдісі арқылы ең алғаш сүтқоректі – Долли қойы туғаны жайлы мәлімет бүкіл әлемге таралып кетті. 1998 ж. АҚШ-та, осы клондау әдісі арқылы, анасының көшірмесі болып табылған бұзау туды. Сол жылы Японияда клондау әдісі арқылы жасалынған егіз – бұзаулар пайда болды және япондық ғалымдар осы он жыл аралығында сатылымда клондалған ет сатылатынын жариялады. Ірі қара малдың эмбриондарының трансплантациясы бойынша жұмыстар басқа да елдерде жүргізіліп келеді. Осымен бір уақытта, модификациялық ауылшаруашылық мәдениет үшін рекомбинациялық ДНҚ бойынша зерттеулер жалғасуда. Сонымен қоса, биотехнологияның басқа бағыты – мәдени өсімдіктерді аурулар мен зиянкестерден қорғаудың алар орны зор. Бүгінгі күні ауылшаруашылық мәдениетке таңдамалы әсер ететін және адамдарға, қоршаған қоғамға қауіп-қатер әкелмейтін биопестицидтер, биофунгицидтер мен биоинсектицидтердің жаңа түрлері жасалынды. Ауадан азотты ұстайтын, бактерия көмегімен жасалған биотыңайту да жатады. Олардың қолданылу көмегі арқылы, ауылшаруашылық мәдениеттегі аурулар мен зиянкестерге деген қарсылық ұлғаяды, бұл олардың қолданысында химиялық пестицидтердің қолдануын азаюына септігін тигізеді. Сонымен қатар, нәрлі заттарда өсімдіктердің деңгейінің жоғарлауы үшін және жер құнарлығын көтеру мақсатында жұмыстар жүргізіледі.

Екіншіден, азық – түлік өнімдерінің ұлғаюына септігін тигізеді. Бұл жағдайда, өсімдік сұрыптамасының үлкеюі, сатылымдағы заттардың сапасының жақсаруы, сонымен қоса, тамақ өндірісінде қолданылатын шикізаттардың арзандауы жатады. Биотехнологиялық әдістер арқылы, азық – түлікте нәруыз, май, көмрсулардың қолданысы өсе бастады. Осы әдістің ең үздік үлгісі-төменгі сападағы крахмалы бар шикізаттан жемісті – глюкозалы шәрбаттың жасалуы.

Үшіншіден, бұл энергетикалық ресурстардың ұлғаюы. Яғни, микроағзаларды қолдану арқылы, газ (биогаз) бен сұйық (этил спирті) түрде белгілі биомассадан энергия алу мақсатында. Бұл бағыттың дамуы – үлкейтілген әрі жаңартылып отыратын ресурстардың биомассасын қолдануға, сонымен қатар, қоршаған ортаны қорғау мақсатында қосымша іс-әрекеттерді жасауға мүмкіндік береді. Осындай техниканы (биогенераторлар) қолдану – игерілген іс ретінде саналады.

Төртіншіден, бұл биотехнологиялық әдіс арқылы пайдалы қазбалардың әзірленуі. Мұнда жерасты сілтісіздендіру мағынасында, яғни, қола мен сирек кездесетін металдардың шоғырлануы. Микроағзалардың көмегі арқылы, қысымды арттыру нәтижесінде, мұңайлық қабаттың берілуін ұлғайту.

Бесіншіден, бұл медицина мен ветеринария үшін қажетті дәрі-дәрмектердің жаңа түрлерін жасау. Заманауи биотехнологияда, өндіріске жаңа түрлі дәрі-дәрмектер, вакциналар, антибиотиктер, гормондар, т.б. жасауда үлкен тәжірибе бар.

Алтыншыдан, бұл қоршаған ортаны биотехнологиялық әдістермен қорғау. Бұл жағдайда, су арықтарының бактериялардан тазартылуы, өндірістік әрі коммуналдық қалдықтардың жойылуы, сонымен қоса, органикалық химия мен мұңай өнімдерінің дәстүрлі емес, арзан түрде жойылуының түрлерін енгізу.

ҒТР дәуірінде биотехнология негізінде, даму жолында биоиндустрия ерекше орын алды, оны бүгінгі жаңа инновациялық өндірістің үлгісі ретінде қарастырады, бірақ, әлі де бір тиянақты лепте дамымаған. Биоиндустрия – капитал мен ғылымның негізі әрі ғылым мен өндіріс арасында тығыз байланысты орнатқан және тек, кіші ғана емес, сонымен қатар орташа, үлкен бизнестерді қамтитын бағытқа айналды. Биоиндустрияның дамуы – АҚШ-та, Японияда, Батыс Еуропа елдерінде орын алды. Оның эпицентрі – АҚШ-та орналасқан, онда биоиндустрия, биотехнологиямен қатар жеке бизнес ретінде дамып отыр.

Бүгінгі таңда АҚШ-та тікелей биотехнологиялар саласымен айналысып жүрген 1500 астам биотехнологиялық компания бар, олардың құрамында 200 мыңға тарта, ал осы салада жанама қызмет атқарып жүрген адамдарды қоса есептегенде, олардың саны 500 мың адамға жетеді. Сатылым сомасы бойынша фармацевтикалық компаниялар осы саланың көшін бастап отыр. Бұл ретте глюкозалық-жемістік шәрбаттарды әзірлеу алдыңғы қатарға қойылған, соның салдарынан елдегі қант диабеті дертімен күресу, сондай-ақ адам басына шаққанда қантты тұтыну деңгейін төмендету жұмысы да оңтайлы нәтижені көрсетіп отыр. Биоиндустрия саласын дамытуда Жапон елі де қалыс қалған жоқ, бұл салаға тікелей мемлекет тарапынан жан-жақты қолдау көрсетіліп жатыр. Мұнда биоиндустрия өнімдері ауыл шаруашылығында, орман шаруашлығында, балық шаруашылығында, азық-түлік өндірісінде (күріш, сыра, арақ, шарап, сірке қышқылы, соя соусы және т.б.), сондай-ақ энергетика саласы мен қоршаған ортаны қорғау саласында қолданылады. Дәл осыны Батыс Еуропа елдері жайында да айтуға болады, мәселен, Германия (денсаулық сақтау, қоршаған ортаны қорғау), Франция (фармацевтика, парфюмерия және косметика, тағам өнімдері) және Ұлы Британия (дәрі-дәрмек препараттары және косметика, азық-түлік өнімдері). Дамушы елдер ішінде осы тізімге Бразилия (этил спирті) және Аргентина (глюкозалы-жемісті шәрбаттар). Аумағында миллиондаған биогаз өндіретін генераторлар шоғырланған Қытай мен Үндістанда да бұл сала кенже қалған жоқ. Биотехнологиялар мен биоиндустрия саласының дамуы экономикалық қана емес, әлеуметтік және моральдық-этикалық сипаттағы бірқатар күрделі мәселелердің туындауына әкеп соқты. Бірінші кезекте ол гендік инженерия. Долли қойын клондағаннан кейін, осы сынды тәжірибелерді өткізу мәселесі БҰҰ Ассамблеясының отырысында көтерілгенін ғана еске түсіргеніміз жеткілікті. 2000 ж. Монреальда 130 тарта мемлекеттердің өкілдері генетикалық өзгеріске ұшыраған өнімдердің шығуына байланысты биологиялық қауіпсіздік туралы арнайы хаттамаға қолдарын қойды. Бұл хаттама мемлекеттерге мұндай өнімдерді кіргізуге тыйым салу құқығын береді және оларды тұтыну адамдар мен қоршаған ортаға зиянын тигізген жағдайда, сот алдында жауап беру жауапкершілігін артады, ал адамдарды клондау мәселесі ерекше қаралды, қайшы пікірлер көп айтылып жатты. Жуықта Рим папасы арнайы энциклопедияда адам ұрығын клондауды кінә деп белгіледі. АҚШ президенті Дж. Буш та адам ұрығын клондауға толықтай тыйым салу мәселесін көтерді. Еуропада биоэтика туралы арнайы конвенция қабылданды. Алайда, кейбір елдерде (Италия) адамды клондау тәжірибелері қойылып та қойды. Ресей экономикасын 2010 ж. дейін ұзақ мерзімді дамытудың негізгі бағыттары биотехнологиялық өнімдер нарығында ресейлік өнімнің үлесін 60–70 % арттыруды көздеп отыр. 60–80 жылдары бұрынғы Кеңес Одағында ауыл шаруашылық микробиологиясы өзінің шарықтау шегіне жетті, микробиологиялық препараттар көптеп шығарылып жатты. Микробиологиялық препараттар нарығы біртіндеп өсіп келеді, оған экономиканың және ауыл шаруашылық өндірісінің тұрақтануы, халықтың, өндрушілердің, биліктің экологиялық сана-сезімінің оянуы ықпал етті. Экологиялық таза өнімдерді қабылдаушылар саны артып келеді. Алдағы 5–10 жылға биотехнологияның дамуына сарапшылар жүргізген талдау қазіргі уақытта биотехнологиядағы инвестициялық саясатты жүзеге асыру бойынша мынадай қорытынды шығаруға мүмкіндік береді. Қазіргі кезеңде төлем қабілеті тұрақты сұраныс қалыптасқан жоғары рентабелді өнімдерді ғана өндіруді ұйымдастыру маңызды мәселеге айналды:

– спирттік және сыра қайнату өнеркәсібі үшін ферментті амилолитикалық препараттарды әзірлеу, «Bio» синтетикалық жуғыш құралдарын өндіру мақсатында пайдаланылып қолданылатын протеолитикалық ферменттерді өндіру;

– медицина, тағам өндірісі және т.б. үшін ақуызды және нуклеотидті препараттарды алу үшін микроағзалар биомассасын кешенді қайта өңдеу;

– азық-түлік өндірісінің, ет, сүт, спирт және т.б. өндірістердің қалдықтарын қайта өңдеуге арналған ферментті препараттар;   

– медициналық және ветеринарлық препараттар, соның ішінде бірқатар ауыр және инфекциялық ауруларды емдеу үшін;   

– бифидумбактерин және лактобактерин типтес пробиотик препараттары;

– мал шаруашылығына арналған жем қоспаларын, өсімдіктерді қорғау құралдары;   

– бактериалды тыңайтқыштар, вермикультуралар.

– ластанған топырақтар, су биоремедиациясын тазарту препараттары, мұнай өндірісі және мұнай өңдеу секторлары;

Азық-түлік өндірісіндегі биотехнология тағамдардың жаңа түрлерін және тағам қоспаларын жасауға, сондай ақ дәстүрлі тағам түрлерін жақсартуға бейімделуі тиіс. Биотехнологияның мүмкіншіліктері экологиялық таза тағам түрлеріне деген сұраныс сияқты көкейтесті мәселені шешуге көмектеседі. Химиялық препараттармен салыстырғанда, биологиялық препараттар қауіпсіз деп есептеледі. Адам, жануарлар және құстар мен балықтар үшін зиянсыз деп саналады. Олар күн сәулесінің әсерінен топырақта және суда тез ыдырап, жәндіктердің оларға бейімделуіне жол бермейді. Кейбір ғалымдардың есептеуінше алдағы уақытта, халықтың саны артқан сайын азық-түліктің жетіспеуі күнделікті мәселеге айналады. Яғни, мал басын көбейту және ауылшаруашылық алқаптарының көлемін арттырғанның өзінде адамзат азық-түлік ресурстарының тапшылығына жолығуы мүмкін. Сөйтіп, азық-түлік ресурстарының тапшылығын мөлшерлеу әдісімен шешу де тиімсіз болады. Биотехнология гендік инженерияның соңғы жаңалықтарына сүйене отырып, осы мәселені шеше алатын болады. Мұндай міндеттердің біріне шикізаттан бастап, дайын өнімге дейін барлық сатылардың сапасын бақылау басты мәселе болып табылады. Бақылау қызметінің міндеттеріне микробиологиялық (патогенді микрофлора) және химиялық (ұлы және зиянды заттар) қоспаларды анықтау жұмысы жатады. Осы міндеттерді шешуге бағытталған тест-жүйелелерге қойылатын басты талаптардың бірі – ол олардың дәлдігі, қарапайымдылығы және анықтаудың жоғары жылдамдығы. Осы кезеңдегі биотехнологияға деген сұраныс нарықтың өнім сапасының жиынтығын жақсартуды және өзгертуді, өмір сапасы мен қоршаған ортаны жақсартуды талап етуімен белгіленеді.