Козий реактор. КоммерсантЪ / Фураж Он-Лайн
09.08.2010Трансгенные животные становятся поставщиками ценного биосырья для человека.
Стоимость нашего ланча 19 июля 2010 года составила не менее $1 тыс. При этом в него не входило пищевое золото или изысканные деликатесы. Примерно столько стоит грамм лактоферрина человека, который содержался в стакане козьего молока, что мы пили на фермерском подворье под Волоколамском. Здесь обитают первые в России козы с геном человека, отвечающим за выработку лактоферрина.
Лактоферрин — белок, который ребенок получает с молоком матери. Он отвечает за перенос железа в клетки (lactis — молоко, ferrum — железо). Особенно этот белок важен для новорожденных: он оберегает их от инфекций, пока не сформируется собственный механизм иммунологической защиты. Если младенец не получает лактоферрин с материнским молоком, риск болезни или смерти увеличивается в разы. Получить его, кроме как от матери, до сих пор было невозможно.
Институт биологии гена Российской академии наук (ИБГ РАН) нашел способ в промышленных масштабах производить человеческий лактоферрин. Для этого пришлось решить сложнейшую задачу по созданию трансгенных животных с геном человека и найти инвесторов, готовых развернуть масштабное производство. Проблема в том, чтобы передать научное ноу-хау рынку.
Мы сидим в кабинете Игоря Гольдмана, директора Трансгенбанка ИБГ РАН, и раскладываем пасьянс из предложений мировых научных центров и фирм, участвующих в биотехнологической гонке за лактоферрином человека. Ключевых объектов исследований три: микроскопические водоросли (разработчик — компания Agennix, США), растения (например, рис — корпорация Amgen, США) и молоко животных (например, коров — группа компаний Pharming, Голландия).
Животные, растения и микрообъекты, выражаясь языком Гольдмана,— "биореакторы". Встроив в них свой ген, отвечающий за производство лактоферрина, человек смог бы производить этот белок в промышленных объемах. Задача в том, чтобы получить "полностью идентичный" продукт. ИБГ это удалось.
Мышиная дойка
НЕОТЛИЧИМОЕ ПРЕИМУЩЕСТВО. Стоимость одного трансгенного животного может достигать $1 млн. Но от своих рядовых собратьев внешне оно ничем не отличается
"Игорь Львович, можно я пойду? Мышей доить пора",— говорит сотрудник лаборатории и направляется к себе. У него обитает целая мышиная ферма — 1,5 тыс. особей. Именно на них в ИБГ добились первых положительных результатов по внедрению животным человеческого гена, отвечающего за выработку лактоферрина. И до сих пор получают молоко.
Генные конструкции, которые внедряют животным, создали в ИБГ РАН под руководством Софии Георгиевой. Ноу-хау заключалось в том, что белок синтезировался в "правильном месте" — молочной железе, а не, скажем, в мышце или где-то еще.
Доят мышей специальными маленькими пипеточками под увеличителем, напоминающим оборудование фотомастерских. Получаемый от них лактоферрин человека не пригоден ни для каких нужд, кроме научных. Зато именно таким путем были найдены способы увеличения "производительной мощности" гена лактоферрина человека. Так, в женском молоке лактоферрина содержится примерно 1 грамм на литр, в мышином — в десять раз больше. Отдельные рекордсмены дают аж по 100 грамм на литр. Эти приятные сюрпризы позволили добиться от коз-продуцентов по 4-5 грамм лактоферрина на литр.
Сегодня рекомбинатный (полученный генно-инженерными методами) лактоферрин продается по цене десятки тысяч долларов за грамм и, как правило, для исследовательских целей. "Наша задача — наладить производство козьего молока с человеческим лактоферрином по цене обычного козьего",— говорит Игорь Гольдман. Это напоминает эпизод из "Гиперболоида инженера Гарина", где открывают свободный доступ к золотой магме. Но главное, что этот доступ уже давно есть.
Молочник из будущего
ПРОЗА ЖИЗНИ. Подмосковная ферма, где выводят «золотое» стадо, не похожа на футуристическую лабораторию
ЗАО "Лактис" — региональный лидер производства молочных продуктов. Он обеспечивает продукцией Северо-Западный регион России и ищет возможности расширить рынок. "Конкуренция на рынке продуктов из коровьего молока высокая",— сетует владелец "Лактиса" Равиль Даутов. Теперь у него есть возможность шагнуть не то чтобы в новый сегмент, а сразу в будущее.
В Псковской области на базе хозяйства "Нефедовское" ЗАО "Лактис" завершает строительство первой очереди фермы на 4,5 тыс. коз. В проект уже вложено около 100 млн руб., в завершение строительства и дооснащение оборудованием планируется инвестировать еще 80 млн руб. Фермы должны заселить козами-продуцентами. Равиль Даутов поясняет, что нет проблем построить еще несколько таких ферм. Главное, чтобы на продукцию на основе лактоферрина или сам лактоферрин был достаточный спрос.
Производство детского питания с лактоферрином планируют наладить на Лужском молочном комбинате в Ленинградской области, также принадлежащем "Лактису". Сейчас там не задействованы 3 тыс. кв. м производственных площадей. Инвестиции на запуск производства, по грубым прикидкам, составят $2-4 млн.
В прошлом году в "Нефедовское" уже завезли 200 племенных коз, в этом году привезут еще 500. Связав их с трансгенными производителями, получить стадо, требуемое для производства молока с человеческим лактоферрином, можно быстро. Проблема — в получении такого стада на законных основаниях.
Ручное управление
Пока мы едем в подмосковное фермерское хозяйство "Атлант", аспирант Сергей Барилко рассказывает нам, что получить коз—продуцентов лактоферрина несложно, если есть содержащий этот ген человека козел-производитель. При его наличии все идет естественным путем. А вот получить первого — задачка. Для этого в оплодотворенную яйцеклетку козы надо ввести ген лактоферрина человека.
Вживление человеческого гена в яйцеклетку козы происходит следующим образом. Сначала козу необходимо оплодотворить — обычным способом или искусственным путем, если есть хороший семенной материал и надо заложить будущему потомству требуемый уровень качества. Дело это несложное, скорее срочное. Природа распорядилась так, что коза может беременеть всего несколько месяцев в году, а сам период ее "согласия" и вовсе составляет около 12 часов. Зоотехнику надо быть начеку. Оплодотворенную яйцеклетку извлекают из козы, и тут начинается самое интересное.
— Фрагмент ДНК человека надо ввести в яйцеклетку, проникнув микроиглой за ее оболочку,— рассказывает Барилко. — Важно поймать момент, когда мужское и женское ядра еще не слились, и ввести материал в одно из них.
Затем, когда ядра сольются, чтобы сформировать будущую жизнь, клетку помещают в инкубатор и следят, начнется ли деление. Если да, значит, все в порядке. Тогда оплодотворенную яйцеклетку пересадят в другую мать — козу, которая как живой инкубатор и выносит плод.
Сергей говорит, что любое дело требует навыка.
— Сидишь, смотришь, поворачиваешь,— и Сергей делает жест, как будто вертит в руках баскетбольный мяч.
Детали рассказа о разворачивании яйцеклетки напоминают сюжеты о стыковке "Союза" и "Аполлона". На вопрос "много ли перепортил?" Сергей, вздохнув, отвечает, что "несколько тысяч".
Зато теперь дело встало на промышленные, точнее, биологические рельсы.
Козлиная проблема
КОРОЛЬ МЫШЕЙ. В лаборатории ИБГ РАН находится настоящая мышиная ферма. Надои поражают воображение и результативностью, и самим фактом
Самый ценный актив Гольдмана — козлы-производители. Первая партия козлов уже отправлена в Ставропольский институт животноводства и кормопроизводства, где они начали "работать" — давать сперму для будущего генно-инженерного стада.
В "Атланте" главный герой — месячный козленок. Его производственные мощности — 5 тыс. порций семенного материала. По статистике, которую уже вывел Гольдман, каждый второй, рождающийся от любого родителя с геном лактоферрина человека, также несет этот ген. Представив себе эту прогрессию, понимаешь, что наполнить фермы Даутова совсем несложно. Породистая коза даст в год до 1,5 тыс. литров молока, в каждом из которых содержание лактоферрина составит 4-5 грамм.
Если в большинстве лабораторий, где добывают лактоферрин человека, счет идет на граммы, то на этой ферме молоко, содержащее драгоценную субстанцию, грузят в багажник автомобиля бутылями. Скоро для переработки литров с ценнейшим веществом потребуются промышленные мощности.
