БИОТЕХНОЛОГИЯ
Но мы не только соревнуемся с природой, мы непрерывно учимся у нее и используем ее методы в своих целях. В качестве еще одного примера технических информационных систем рассмотрим новую, стремительно развивающуюся и чрезвычайно перспективную отрасль промышленной индустрии — иммунную биотехнологию.Для проведения химического анализа традиционными методами иногда приходится решать чрезвычайно сложные задачи. Например, чтобы с помощью химических методов отличить инсулин, взятый из поджелудочной железы свиньи, от инсулина бычьего, надо, чтобы оба препарата были абсолютно чистыми. Затем необходимо определить последовательность аминокислот в цепочке белковой молекулы и того и другого препарата, чтобы удостовериться, что в том месте молекулы свиного инсулина, где находится аминокислота треонин, в молекуле бычьего инсулина вместо нее стоит аминокислота аланин. Но так же точно выглядит и молекула инсулина овцы. Чтобы удостовериться, что это не она, надо рассмотреть еще один участок молекулы: в овечьем инсулине должна быть аминокислота глицин вместо аминокислоты серина, которая типична и для свиного и для бычьего инсулина. Легко представить себе, насколько сложен и длителен подобный анализ и какая требуется квалификация специалистов.Положение существенно упрощается, если использовать для анализа антитела. В 1890 году впервые в истории медицины американский и японский исследователи Беринг и Китазато использовали антитела на практике. Они вводили кроликам токсины (ядовитые продукты обмена веществ) возбудителя дифтерии и полученную от них сыворотку с антителами —антисыворотку-—использовали для лечения дифтерии у детей. Лечение оказалось в высшей степени успешным и применяется до сих пор. Только теперь вводят не цельную антисыворотку иммунизированных животных, а выделенные из них иммуноглобулины, которые и содержат антитела.Открытие антител и одновременное их прикладное использование было удостоено Нобелевской премии, которую Беринг и Китазато получили в 1902 году. И поныне технология получения антител—иммунная биотехнология— делится на три этапа: иммунизация животного соответствующим антигеном, получение от него кровяной сыворотки с антителами и выделение из нее максимально очищенных антител против данного антигена, будь то микроб или токсин, клетка животного происхождения или гормон, фермент или любой белок.Для выделения нужного антитела можно использовать следующие приемы. Сначала животное иммунизируют (а проще говоря, заражают) смесью различных веществ, в которой содержится и то вещество, для которого нужно получить антитела. Вступает в действие иммунный механизм животного, и вырабатываются антитела против всех веществ, входящих в состав смеси. Для каждого вещества вырабатывается своя, сугубо специфичная группа антител, никак не реагирующая на другие вещества. Затем получают сыворотку, которая, очевидно, содержит все эти антитела. Теперь задача сводится к тому, чтобы выделить только одну, интересующую нас группу антител. Для этого поступают следующим образом. Смешивают сыворотку со смесью различных веществ, которые теперь заведомо не содержат данного вещества (например, овечьего инсулина). В результате взаимодействия все другие антитела, прореагировав с соответствующими веществами, потеряют активность и в смеси останутся лишь нужные антитела. Они и могут быть использованы для выполнения анализов.С помощью антител упомянутые выше три вещества можно проанализировать всего за несколько часов. Причем чувствительность анализа высочайшая — до 10-12 грамма на литр, то есть антитела выловят инсулин из среды даже в том случае, если в литре его будет всего лишь одна триллионная доля грамма. Доверить эту операцию можно начинающему экспериментатору. И вовсе не надо иметь очищенные препараты — они могут быть с чем угодно смешаны и входить в состав сложнейших многокомпонентных систем, например, в сыворотку крови, питательную среду, в которой выращивались микроорганизмы, в смесь на выходе сложных биохимических реакций.Вряд ли следует указывать здесь, что всякий анализ — это метод получения информации о составе анализируемого вещества, а анализ, проводимый со столь высокой точностью, позволяет получить очень большое количество информации.Информационная техника и информационные методы буквально пронизывают сейчас все, с чем приходится ежедневно сталкиваться современному человеку. Поэтому, заканчивая главу, посвященную роли информации в технике, мы должны сказать, что в предшествующих строках мы не только не нарисовали сколь-нибудь исчерпывающей картины присутствия информации в различных системах, но не сделали даже одного мазка этой картины. Несколько рассмотренных нами примеров выбрано из огромного множества подобных им, и понадобились они лишь для того, чтобы помочь прийти в следующей главе к некоторым заключительным выводам.