Najważniejsze osiągnięcia naukowe,

które przyczyniły się do rozwoju biotechnologii.

Świat świadomej ingerencji człowieka w geny, który jeszcze kilka lat temu, nawet najwybitniejszym biologom, wydawał się odległą fantazją, świat technologii stwarzających podstawy nowej cywilizacji, jest już w naszym bezpośrednim zasięgu, otacza nas powoli i nieubłaganie. 

Na potężnych podstawach poznawczych wyrosła w ciągu tych kilkunastu lat biologia stosowana i to ona wraz z informatyką będzie dyktować, jaki dla zwykłego człowieka będzie kolejny wiek. Świat poszedł trochę w tym kierunku, którego bali się uczeni, a bardziej w innym, którego nie przewidzieli.

Zastosowanie inżynierii genetycznej w badaniu podstawowych procesów zachodzących w organizmach żywych doprowadziło do rozkwitu wiedzy o cząsteczkach znajdujących się w ich komórkach oraz o wzajemnych, bogatych i stale zmieniających się oddziaływaniach tych cząsteczek. Nadal wielu z nas uważa, choć już z mniejszą pewnością niż dwadzieścia lat temu, że rozszyfrowanie do końca tych relacji umożliwi zrozumienie istoty życia. Najwięcej informacji na ten temat dostarczyło badanie genów, ich produktów (białek) i sposobów regulacji aktywności genów. W praktyce oznaczało to znajdowanie przyczyn, dla których organizm wytwarza tyle a tyle określonego białka w danym momencie życia. Jednocześnie opracowano bardzo wiele nowych metod, przyrządów, technik, za niektóre przyznawano nawet Nagrody Nobla (np. metody sekwencjonowania DNA, mutagenezy sterowanej, PCR).

Zastosowanie zdobytej w ten sposób wiedzy do tworzenia tzw. organizmów transgenicznych: wirusów, bakterii, zwierząt i roślin, zaowocowało na bardzo wiele sposobów. Umożliwiło wydajniejsze wytwarzanie leków, szczepionek, testów diagnostycznych, podjęcie prób leczenia chorób genetycznych i nowotworów (terapia genowa), tanią produkcję białek paszowych, enzymów do przemysłowego wytwarzania wielu substancji. Powstało wiele odmian roślin uprawnych, opornych na liczne dotychczas niszczące je choroby i szkodniki, wyhodowano też transgeniczne ssaki wytwarzające w mleku leki dla człowieka, a także zwierzęta mogące być dawcami narządów do przeszczepów. Inne transgeniczne zwierzęta używane są do badań chorób przypominających nasze oraz sprawdzania działania nowych leków i procedur leczniczych. Te wszystkie bezcenne zwierzęta warto i można mnożyć od niedawna również drogą klonowania.

Wymyślono niekonwencjonalne metody szczepień ochronnych: szczepionki znajdujące się w ślinie owadów kąsających ludzi i zwierzęta lub w owocach, które wystarczy zjeść, aby zostać zaszczepionym. Oba ostatnie pomysły są w stadium prób laboratoryjnych i ani złośliwy giez, ani słodki banan nie są jeszcze wytworem rąk biotechnologów.

Biotechnolodzy współcześni pracują także nad tworzeniem roślin zdolnych do wzrostu w bardzo suchym klimacie, na zasolonej glebie, kiełkujących w czasie silnych przymrozków, wytwarzających masy plastyczne łatwo ulegające biodegradacji. W szklarniach biotechnologów zakwitły błękitne róże.

Nie budzi wątpliwości znaczenie powstałej w ostatnich latach nowej dziedziny wiedzy: genomiki. Jest to nauka o budowie aparatu genetycznego, genomu żywych organizmów i o podobieństwach i różnicach genomów, poznawanych w skali od najprostszych wirusów do człowieka. Ta nauka nie mogłaby powstać bez wprzęgnięcia w usługi na jej rzecz najpotężniejszych istniejących na świecie komputerów, które analizują dostarczane przez biologów „surowe” dane i przekształcają w dane „skończone”. Z nich z kolei pełnymi garściami czerpie nowa odmiana ewolucjonizmu - ewolucjonizm molekularny. Może on z wielką pewnością ustalać historię ewolucyjną dziś żyjących organizmów, oceniając istniejące pomiędzy nimi podobieństwa i różnice genetyczne.

Na styku takich badań pojawiły się zjawiska wcześniej nie przewidywane, w każdym razie nie sygnalizowane w tekście apelu biologów z 1974 roku.
Poznawanie budowy genomów jest uzyskiwaniem konkretnej informacji, a informacja w dzisiejszym świecie ma swoją wymierną cenę. W 1991 roku do Urzędu Patentowego USA zgłoszono 4 tys. wniosków dotyczących sekwencji genów, w 1996 roku było tych wniosków pół miliona. W poznawanie budowy genomów, umożliwiające projektowanie i syntezę ważnych biologicznych cząsteczek, zainwestowały największe firmy farmaceutyczne, informatyczne, zajmujące się nanotechnologią, agrotechniką, żywnością, chemikaliami, kosmetykami czy wykorzystaniem źródeł energii.

Obserwuje się tendencję łączenia gigantów biotechnologicznych: Ciba-Geigy z Sandozem utworzyły Novartis, potentata w dziedzinie opieki zdrowotnej, żywności i nauk rolniczych. Firma, która powstała w wyniku tej fuzji, ma własny Instytut Badań Genetycznych i jest najbardziej zaawansowana na świecie w konstrukcji wspomnianych wcześniej transgenicznych świń, przyszłych dawców narządów do przeszczepów dla ludzi. Wartość rynkowa Novartisu sięga 100 mld dolarów. Z kolei koncern Glaxo-Wellcome przeznaczył w 1997 roku na badania genetyczne dodatkowo 47 mln dolarów, a Smith Kline Beecham 125 mln. na badania genomu ludzkiego. Liczba bioinformatyków zatrudnionych w tej ostatniej firmie wzrosła 30-krotnie. Przedsiębiorstwa farmaceutyczne wchodzą coraz częściej w różnorodne porozumienia badawczo-produkcyjne: w latach 1993--1996 ich liczba zwiększyła się 6-krotnie.

Jeszcze większą rewolucję inwestycyjną przeżywają firmy chemiczne. Od 1985 roku firma Monsanto rozpoczęła „natarcie” w dziedzinie nauk biologicznych. Tylko od 1997 roku w badania prowadzone w tym kierunku zainwestowano 6.6 mld dolarów. Z zainteresowania genomiką i jej komercyjnymi skutkami wynikają nowe inwestycje firmy DuPont, która za 2.6 mld dolarów m.in. wykupiła udziały Mercka w zakresie farmacji. W Dow Chemical wydano "tylko" 900 mln dolarów na udziały firmy Eli Lilly zaangażowanej w genetyczne modyfikowanie roślin i żywności; podobne inwestycje odnotowano w firmie Hoechst.

Liczbę średnich firm biotechnologicznych, przygotowujących materiały dla dużych koncernów, szacuje się obecnie na około 1200 w Stanach Zjednoczonych. Zatrudniają one 200 tys. ludzi i prowadzą ważne prace badawczo-wdrożeniowe, m.in. związane z konstruowaniem zwierząt i roślin transgenicznych wytwarzających leki dla medycyny i weterynarii.

Genomiki końca naszego stulecia nikt już nie porównuje z biotechnologią początków lat osiemdziesiątych. Dziś ta niesłychana integracja ogromnego kapitału i sił ludzkich odbywa się dzięki jednoczesnemu postępowi w technologiach często do niedawna nieznanych lub wykorzystywanych w innych celach: nanotechnologii, fotolitografii, spektroskopii, chemii kombinatorycznej i bioinformatyce.
Biotechnologia wkroczyła na obszary uzyskiwania i wykorzystywania źródeł energii, kopalin i ochrony środowiska.

Czy zatem jest dobrze, czy źle? Na niedawnym spotkaniu biotechnologów w Wiedniu laureat Nagrody Nobla z 1959 roku Arthur Kornberg powiedział, iż wśród wielu nowych problemów stwarzanych przez rozwój biotechnologii niepokoi go m.in. odwrócenie się opinii publicznej od osiągnięć naukowych tej gałęzi i odrzucanie nowych produktów wytwarzanych „dla ludzi”. Wiemy to na podstawie wyników licznych ankiet socjologicznych, deklaracji i działań organizacji broniących konsumentów i środowiska.

Przyzwolenie dla biotechnologii rośnie wśród Amerykanów, co przypisuje się m.in. dobremu wykształceniu tego społeczeństwa i mądrej informacji płynącej z wielu źródeł przekazu. Oczywiście, nie ze wszystkich - na wyżej wspomnianej konferencji jeden z „ojców” pierwszej sklonowanej owieczki Dolly pokazywał wycinek z amerykańskiej gazety, która informowała, że sklonowana owca przybyła do nas z ... kosmosu.

Od kilku lat prowadzone są ankiety, zwane Eurobarometrem, dotyczące stosunku do biotechnologii społeczeństw Unii Europejskiej. Z odpowiedzi na ostatnią z nich dowiadujemy się np., że najwyższą akceptację zyskuje projektowanie i wprowadzanie nowych leków, a największą dezaprobatę budzą ksenotransplantacje, czyli przeszczepianie ludziom tkanek i organów zwierzęcych. Skądinąd wiadomo, że ksenotransplantację, metodę jeszcze nie wdrożoną do praktyki medycznej, zaakceptowałaby większość pacjentów oczekujących na przeszczep.

Czy dopuścić do sprzedaży żywność wyprodukowaną  z zastosowaniem inżynierii genetycznej?

Czy akceptujesz biotechnologię?

Wyniki sondażu OBOP z czerwca 1998 roku. Błąd pomiaru: 63%, wiarygodność oszacowania: 0.95.

O stosunku Polaków do nowej biotechnologii jeszcze do niedawna było wiadomo bardzo mało. Pierwsze wiarygodne dane z czerwca 1998 roku dostarczył OBOP, pytając reprezentatywną grupę o opinię na temat genetycznie modyfikowanych organizmów i żywności transgenicznej³. Dla popularyzatora biotechnologii sondaż stanowi bezcenne źródło informacji: po raz pierwszy dowiedział się, czy jego praca daje efekty. Cieszy zatem wysoki stopień przyzwolenia dla biotechnologii jako pożytecznej gałęzi działań i akceptacja jej dalszego rozwoju (obie oceny pozytywne na poziomie 40%, rys. powyżej). Wbrew obiegowym opiniom okazuje się, że polskie społeczeństwo o żywności transgenicznej słyszało, znaczna część ją akceptuje, domagając się równocześnie kontroli nad produkcją i dopuszczeniem na rynek oraz oznakowania na opakowaniach (rys. powyżej). O tych sprawach w ostatnich 2-3 latach mówi się w polskich środkach społecznego przekazu coraz częściej.

Tymczasem ogólna propaganda zalet i pożytków z biotechnologii, którą środowisko naukowe w Polsce zainicjowało i prowadziło 10--15 lat temu, została już zapomniana. Z badań OBOP wynika, że większość Polaków nie spodziewa się, aby biotechnologia miała poprawić wydajność produkcji rolnej, zredukować zanieczyszczenie środowiska, wypromować nowe metody medyczne. Co gorsza, 41% respondentów uważa, że inżynieria genetyczna i biotechnologia spowodują powstanie nowych chorób. Jak daleko sięga moja pamięć, nigdy, w żadnym kraju, nie było to przedmiotem niepokojów opinii publicznej.

A więc można się cieszyć, że w wielu sprawach współczesna biotechnologia uzyskała poparcie połowy naszego społeczeństwa, albo martwić, że dezaprobatę lub niewiedzę wyraża druga jego połowa. Z wielu powodów nie można takiej opinii pomijać czy lekceważyć. Przyczyniły się do niej mniej lub bardziej udane próby upowszechniania osiągnięć nauki w prasie, radiu i przede wszystkim w telewizji. Rzutują na nią filmy grozy i fantazje naukowe o straszliwych knowaniach naukowców w ich niekontrolowanych laboratoriach. W świadomości ogółu pokutuje bardzo wiele nieprawdziwych, ale za to efektownych, schematów dotyczących działania nauki, w których nie wspomina się o potrzebie zdobycia na takie badania często ogromnych pieniędzy (o czym już pisałam, posługując się przykładem USA) i że braku kontroli nad ich wydawaniem nikt już sobie nie wyobraża. Nie marzy też o tym żaden naukowiec. Poza organizacjami działającymi w poszczególnych krajach również i na poziomie międzynarodowym utworzono wiele różnorodnych komisji, central, organizacji, federacji zajmujących się kontrolowaniem, wymyślaniem reguł, przepisów i, ogólnie mówiąc, koordynowaniem i organizowaniem nauki w skali globalnej.

W naukowych konferencjach, obok uczonych, uczestniczą liczni panowie, którzy właśnie wyjechali z Rzymu, udają się do Bangkoku, a potem do Brukseli, zahaczając po drodze o Pragę, Warszawę czy Wiedeń, organizując badania, kontrolując sprawozdania, a przede wszystkim kreując kolejne konferencje o sprawach ogólnych. Biurokraci nauki.

Można by machnąć ręką na niemądre audycje radiowe i telewizyjne, gdyby nie fakt, że od społecznej akceptacji zależy przyszłość biotechnologii. Badacz owadów na początku naszego wieku nie niepokoił się o to, czy społeczeństwo, w którym przyszło mu żyć, akceptuje jego pracę. Sytuacja współczesnego biotechnologa, jego instytutu lub firmy jest zupełnie odmienna. Można wiele zainwestować w zaprojektowanie i wyprodukowanie nowego wyrobu biotechnologicznego, uzyskanego w wyniku wyrafinowanych badań naukowych, a nieufne społeczeństwo może odrzucić te produkty, po prostu ich nie kupując. Na rozwój biotechnologii idą tylko dlatego tak niewyobrażalne dla nas sumy, że inwestor liczy na podobnie niewyobrażalne zyski. Ale jeżeli ludzie nie zaakceptują końcowego produktu, zysków nie będzie. Nie jestem np. pewna, jak szybko i czy w ogóle zwrócą się nakłady na transgeniczne rośliny jadalne, za to tzw. leki rekombinacyjne (produkowane z wykorzystaniem osiągnięć inżynierii genetycznej) już przynoszą zyski. Produktem uzyskanym przy użyciu inżynierii genetycznej jest np. interferon, lek, o który bezskutecznie, bo drogi, dopominają się w Polsce chorzy na stwardnienie rozsiane, czy hormon wzrostu, którego, z tych samych powodów, kilkanaście miesięcy temu zabrakło do leczenia dzieci.

Zatem przyszłość biotechnologii rysuje się różnie, w zależności od wiedzy i temperamentu oceniającego, nie ulega jednak wątpliwości, że przed biotechnologią nie uciekniemy i będzie ona coraz mocniej ingerować w nasze życie. Ponieważ nowe metody analityczne pozwalają na oznaczenie aktywności nie jednego, nie kilku, ale dziesiątków tysięcy genów jednocześnie, lekarze będą mogli wystawiać recepty na leki zaprojektowane dla konkretnego pacjenta, wraz ze specjalnie spreparowaną pod tym samym kątem żywnością. Szczepić się będziemy, np. zjadając odpowiednio modyfikowane transgeniczne banany. Pojawią się biologicznie aktywne leko-kosmetyki, w pierwszym rzędzie ratujące starzejące się tkanki. Dziedziną, w której biotechnologia przyczyni się do największego postępu, będzie zapewne medycyna, a najbardziej spektakularne efekty osiągnie się w bioinformatyce. Wiele doświadczeń wykonywać się będzie tylko „na sucho”, inaczej - in silico, czyli na ekranie komputera. Czy nauka będzie jeszcze wtedy piękną przygodą?

Organizm transgeniczny to taki, który został wzbogacony metodami inżynierii genetycznej o jeden lub kilka genów pochodzących z innego organizmu.

patrz: Serce prosto od świni, w: „Wiedza i Życie" nr 1/1999

Genom: pełny zestaw cząsteczek DNA charakterystycznych dla danego organizmu, obecnych w każdej jego komórce.

patrz: Biotechnologia, genomika i polityka, w: „Wiedza i Życie" nr 1/1999

Dane publikowane w kwartalniku "Biotechnologia" nr 43/1998, wydawanym przez Komitet Biotechnologii PAN i Instytut Chemii Bioorganicznej PAN w Poznaniu.

NAJWAŻNIEJSZE OSIĄGNIĘCIA NAUKOWE, KTÓRE PRZYCZYNIŁY SIĘ DO ROZWOJU BIOTECHNOLOGII - Anna Król

UNIWERSYTET WARMIŃSKO MAZURSKI - WYDZIAŁ BILOGII - Biotechnologia - rok akademicki 2004/2005 4

---