В Алтайском госуниверситете функционирует уникальный проект – Международная высшая школа биотехнологий. Он реализуется в рамках программы стратегического технологического лидерства «Приоритет-2030». Любовь Петровна Хлебова, к. б. н., доцент кафедры экологии, биохимии и биотехнологии АлтГУ, ведущий научный сотрудник Алтайского центра прикладной биотехнологии, специально для «ЗН» – о стратегической важности биотехнологий.
Любая отрасль знаний возникает как ответ на глобальные вызовы, стоящие перед человечеством.
В глобальном масштабе это прежде всего стремительный рост населения. А рост численности людей неизбежно влечет за собой продовольственный кризис. К нему добавляются вызовы медицины – необходимость создания новых лекарств и совершенствования здравоохранения.
Параллельно накладываются экологические проблемы: изменение климата, потепление, опустынивание земель, пригодных для сельского хозяйства, и сокращение биологического разнообразия. Решить эти задачи без мощной научной основы невозможно. Именно XX век стал временем расцвета биологии. Наука прошла путь трансформации: из описательной дисциплины она превратилась в экспериментальную. Человечество стало понимать глубинные механизмы жизни, что позволило ставить целенаправленные задачи. Биология разделилась на специализированные области: генетику, биохимию, микробиологию, биофизику. Это создало фундамент, на базе которого зародилась биотехнология.
Часто возникает вопрос: биотехнология – наука или практика? Ответ прост: это и то и другое. С одной стороны, она базируется на фундаментальных знаниях, объединяя биологию с инженерией (проектирование биореакторов), электроникой и информатикой. С другой стороны, биотехнология всегда имеет четкую практическую направленность. Она нацелена на конкретный результат, который можно применить в жизни. Сегодня биотехнология – ключевое направление научно-технического прогресса. Она сформировала фундамент для так называемой биоэкономики – сектора, где биологические ресурсы и процессы становятся основой производства. Поэтому сейчас нам необходима усиленная качественная подготовка кадров.
В современной мировой иерархии отраслей биотехнология занимает почетное третье место, уступая лишь банковскому сектору и энергетике. Фактически двигатель глобальной экономики. Но, чтобы эта машина работала и развивалась, необходимы высококвалифицированные кадры. Если мы обратимся к истории нашей страны, то увидим грустную картину. В 80-е годы прошлого века Советский Союз занимал одно из ведущих мест в мире по развитию биотехнологий. После распада СССР отрасль столкнулась с кризисом. Общий экономический спад привел к катастрофической утечке кадров: по разным оценкам, более 300 тысяч специалистов – генетиков, биохимиков, биотехнологов покинули страну. И далеко не все вернулись. Финансирование прекратилось, подготовка кадров остановилась, и на графиках того периода можно видеть резкое падение по сравнению с мировыми показателями. В то время как мир стремительно уходил вперед, мы теряли наработанный потенциал.
В начале нулевых годов стало очевидно: если не начать восстанавливать биотехнологическую отрасль немедленно, наша страна отстанет от всего мира навсегда. Благодаря усилиям профессионального сообщества, в частности Общества биотехнологов России имени Ю. А. Овчинникова, эта проблема была услышана на государственном уровне. Был проведен глубокий анализ состояния отрасли, результатом которого стала принятая в 2012 году программа «Био-2020», продленная до 2030 года. Программа четко определяет приоритеты, созвучные мировым трендам. Львиную долю – более 50 % – занимает биомедицина и биофармацевтика. Далее следуют промышленная биотехнология, зеленая (агро- и сельскохозяйственная), экологическая и морская (аквакультуры). Но какие бы амбициозные цели ни были поставлены в этих документах и какие бы средства ни вкладывали, без людей они останутся лишь на бумаге. Зарубежные специалисты не смогут закрыть наши потребности в полном объеме – стране жизненно необходимы свои кадры.
Чтобы понять, что именно – биотехнология, нужно выделить ее обязательные элементы. Во-первых, это биологический объект. Если мы получаем, к примеру, уксусную кислоту химическим синтезом – это обычная технология. Но если в процессе участвуют уксуснокислые бактерии – это уже биотехнология. Объект может быть разного уровня: от субмолекулярного (отдельные гены или молекулы) до целых клеток и организмов. Во-вторых, должен быть конечный продукт. В широком смысле это может быть как вещество, так и услуга – например медицинская диагностика. В-третьих – сама технология со специальным оборудованием. И здесь кроется самый важный момент: биотехнология – всегда управляемый биосинтез. Идеи ученого Карла Эреки в 1919 году не стали научным стандартом. То, что он предлагал, было скорее высококвалифицированным сельским хозяйством. В сельском хозяйстве процесс трудно контролировать до мелочей – животное может съесть чуть больше или меньше, температура в помещении может колебаться. В классическом же понимании биотехнологии (чем, например, занимаются в «Промбиотехе») процесс идет в биореакторе или ферментере. Это сложное оборудование, которое поддерживает параметры среды – давление, температуру – с точностью до десятых долей.
В мировом лидерстве в биотехнологиях номером один остаются США. Ежегодно данные обновляются, и если еще пять лет было так: США, затем Европа (где особенно выделялась Германия), следом – Китай, Индия, то к 2024 году ситуация изменилась. США все еще удерживают первенство, но Китай по отдельным направлениям уже начинает обгонять. Европа сохраняет свои позиции, но и темпы роста там иные. Что касается России, мы пока далеко не в первой пятерке. В международных рейтингах наша страна сейчас часто вообще выпадает из поля зрения экспертов отчасти из-за геополитической ситуации. Если анализировать программу развития «Био-2020», то стоит признать: задачи в ней ставились амбициозные, но выполнены они далеко не полностью. Ожидания оказались несколько переоцененными, к тому же текущая ситуация требует перераспределения бюджетных средств на другие нужды.
В России начали принимать целевые программы. В биотехнологиях это критически важно: без государственного финансирования даже самые талантливые кадры не найдут себе применения. Деньги сейчас идут точечно: в медицинские и фармацевтические биотехнологии, в биоэнергетику. Даже такие гиганты, как «Газпром» и нефтяные компании, все чаще оперируют термином «биоэкономика» и инвестируют в эту отрасль. Это хороший знак – бизнес видит в этом перспективу. Скажем, в нашем институте биологии и биотехнологии АлтГУ есть профиль по биохимии и биотехнологии, но традиционно на него приходят ребята только с третьего курса. То есть первый и второй курсы занимаются по общим программам, а специализацию выбирают позже. В рамках бакалавриата на профильное обучение остаются всего лишь третий и четвертый курсы. Этого очень мало. Поэтому в Алтайском государственном университете по инициативе первого проректора по учебной работе Евгении Анатольевны Ждановой, к. т. н., была поставлена важная задача: создать Международную школу биотехнологий. Институт биологии и биотехнологии отнесся к этой идее с энтузиазмом. Ее основу должны составить ребята первого курса. Это работает как профориентация и ранняя подготовка будущих кадров. Была набрана группа из 14 лучших абитуриентов, которые теперь официально значатся биотехнологами. Под них полностью перестроены учебные программы: основы биотехнологии читаются чуть ли не с первого дня обучения. Набирали ребят по рейтингу, оценивались школьные знания, результаты олимпиад и ЕГЭ.
Софья ПРОТАСОВА
Справка
Интересно, что сам термин «биотехнология» появился еще в 1919 году, но тогда он не сразу вошел в научный обиход. Его предложил венгерский фермер Карл Эреки. У него была крупная свиноводческая ферма, где он впервые применил новую технологию кормления – ввел в рацион сахарную свеклу. Эреки определил это как биотехнологию, выделив основные элементы: биологический объект (в его случае животное), технологию и конечный продукт. Однако термин тогда не прижился. Официально в науку понятие «биотехнология» вошло лишь в 1961 году для науки это совсем миг, направление очень молодое и стремительно развивающееся. Это произошло, когда международный журнал, публиковавший работы по прикладной микробиологии, предложили переименовать, добавив в название термин «biotechnology». Конечно, такие области, как хлебопечение, виноделие или производство сыра, развивались еще с глубокой древности, но тогда люди просто не понимали механизмов процесса. Биотехнология впитала в себя множество других дисциплин
