Юный техник 1970-08, страница 4

текающие внутри живых клеток, оставались загадкой. А что же это за промышленная установка, если неясен ее механизм действия? Здесь только и жди сюрпризов на технологической линии. Я бы сравнил микроорганизм с электронной машиной неизвестной конструкции. Снаружи — тысяча контактов, а ученый, подключая к ним приборы, должен разгадать ее устройство. Сейчас на помощь микробиологии пришла кибернетика.

Недавно был создан электронный аналог непрерывно-поточной культуры микроорганизмов. В вычислительной машине текут электронные «потоки питательных веществ», растут и размножаются условные «микробы». На экране осциллографа — зеленоватые линии, по ним судят о численности невидимок и концентрации веществ в растворе. Меняются входные данные — смещаются линии на экране, «микробы» реагируют на изменение среды, но все это происходит в тысячи раз быстрее, чем в действительности. И машина подсказывает ученым режим оптимальной технологии.

Затем опыт переносят на натуру. Микробов (уже не условных, а настоящих) поселяют в особом аппарате на проточной, непрерывно обновляемой среде, избыток жидкости со взвешенными в ней клетками вытекает наружу. Клетки размножаются, не меняя своих физиологических свойств. «Живой реактор» дает нужный продукт устойчиво и надежно.

Микробная клетка похожа на маленький, но почти универсальный химзавод. Так, например, один и тот же плесневой гриб может синтезировать то антибиотики, то ферменты, образовывать лимонную, глюконовую или иные кислоты. Внутри «завода» идеальный порядок, биохимический аппарат клетки работает на оптимальном для данных условий режиме. Меняя эти условия, можно «задавать» качество, вид и количество нужного нам продукта. Это один путь. Другой состоит в том, что мы перестраиваем «цехи завода»: воздействуя на клетку пучком сверхжестких рентгеновских лучей, мы можем изменять в ней некоторые биохимические процессы, а меченые атомы позволяют проследить пути этих превращений. Будущее решит, какой из путей эффективней, а может быть, возникнут принципиально новые методы для управления страной невидимок.

Техническая микробиология вступает в пору зрелости. Однако на карте этой науки так много «белых пятен», что исследователей, я уверен, ждут большие открытия. Мы познакомились едва ли не с десятой частью общего числа «племен» страны невидимок. Очевидно, что среди остальных ее обитателей есть микроорга

I

низмы, обладающие еще неизвестными, но очень нужными людям свойствами.

Из заменителей химических веществ микробные препараты сами все больше становятся незаменимыми. Так, один из видов плесени позволяет обнаружить такое ничтожное количество мышьяка в соединении, что отыскать его с помощью методов современной химии просто невозможно.

Крохотные невидимки обладают завидной производительностью. Ведь они очень многочисленны. Так, в одном кубическом сантиметре жидкости может поселиться микробов во много раз больше, чем сейчас живет людей на Земле. Каждый микроорганизм способен переработать питательной среды в 30—40 раз больше, чем весит сам (человеку, с учетом его веса, чтобы сравняться по аппетиту с невидимкой, пришлось бы съедать несколько тонн продуктов в день).

Итак, в небольшом объеЛе концентрируется огромная поверхность, на которой активно протекают биохимические превращения. Удельная энергия реакции оказывается небольшой. Вот почему в отличие от химических микробиологические превращения протекают при умеренной температуре, не требуя ни антикоррозийной аппаратуры, ни крупных энергетических затрат. Наглядный пример — связывание азота воздуха. На производстве для этого применяют громоздкую аппаратуру, давления в сотни атмосфер. Бактерии делают то же самое на полях бесшумно и в огромных масштабах: в год они связывают сто миллионов тонн азота — впятеро больше, чем вносится в почву с удобрениями.

В чем секрет невидимых химиков? Регуляторами биохимических процессов в микробной клетке являются особые белковые вещества — ферменты. Они значительно превосходят обычные химические катализаторы своим тонким и целенаправленным действием. Например, материалом для синтеза витамина С служит сорбоза, получаемая из сорбита. Делать это химическим способом нецелесообразно ввиду образования большого количества побочных продуктов, от которых потом трудно избавляться. Оказалось, что гораздо проще использовать особые бактерии, способные эффективно окислять сорбит в сорбозу. По тем же причинам микробам поручают выполнение некоторых этапов синтеза кор-тикостероидных гормонов — препаратов против ревматизма. Сейчас известно около 1000 химических реакций, осуществляемых микроорганизмами; запасы микробных культур на заводах напоминают склады живых химических реактивов. С их помощью синтезируют многие антибиотики, витамины В]2, А и D2, которые

3