Россия делает ставку на биотехнологии

Биотехнологии наряду с информационно-коммуникационными и нанотехнологиями — одно из наиболее значимых и быстроразвивающихся научных направлений. У России есть шанс занять достойное место на формирующемся рынке, говорится в докладе «Прогноз научно-технологического развития России: 2030. Биотехнологии», подготовленном исследователями Форсайт-центра ИСИЭЗ совместно с экспертами из ведущих российских институтов, в частности сотрудниками РАН и РАСХН.

Биотехнологии наряду с информационно-коммуникационными и нанотехнологиями – одно из наиболее значимых и быстроразвивающихся научных направлений. У России есть шанс занять достойное место на формирующемся рынке, говорится в докладе «Прогноз научно-технологического развития России: 2030. Биотехнологии», подготовленном исследователями Форсайт-центра ИСИЭЗ совместно с экспертами из ведущих российских институтов, в частности сотрудниками РАН и РАСХН.

Наличие серьезных научных заделов и опытных разработок уже в ближайшие годы существенно расширит масштабы использования биотехнологий для массового производства продукции с новыми свойствами, считают авторы прогноза.

Разработка различных видов биотоплива внесет вклад в диверсификацию топливно-энергетического баланса и снижение выбросов парниковых газов.

Клеточные, геномные, постгеномные технологии послужат основой для:

• противодействия распространению различных видов заболеваний человека и животных;
• получения биоматериалов из возобновляемого сырья, предназначенных для замещения традиционных производств (химических, пищевых, целлюлозно-бумажных) и появления новых продуктов с уникальными свойствами;
• восстановления редких и исчезающих видов флоры и фауны.

Рост численности населения планеты, который к 2050 году по оценке ООН превысит 9 млрд человек, откроет новые возможности для экспорта российских сельскохозяйственных биотехнологий и биопродуктов.

В числе перспективных рынков в области биотехнологий:

• промышленные биопродукты;
• биотехнологические продукты сельского хозяйства;
• биотопливо и биоэнергетика;
• пищевые биопродукты;
• биологические системы окружающей среды;
• биотехнологические системы и продукты для лесного сектора;
• аквабиокультура.

От коров до биодизеля

В рамках представленного прогноза подробно рассмотрены наиболее перспективные рынки.

Так, ожидается, что в краткосрочной перспективе развитие биотехнологий резко повысит эффективность сельскохозяйственной отрасли. С применением молекулярных маркеров и генетической инженерии могут быть получены новые сорта растений и породы сельскохозяйственных животных. Сорта и гибриды растений следующего поколения будут характеризоваться высоким содержанием питательных веществ, повышенными продуктивностью, устойчивостью к болезням, вредителям и неблагоприятным условиям среды. Развитие технологий геномной селекции позволит вывести новые, более качественные породы сельскохозяйственных животных с ускоренным ростом.

Распространение генно-модифицированной продукции вызывает в обществе неоднозначное отношение, в первую очередь, из-за отсутствия объективной информации о ее влиянии на организм человека и окружающую среду и связанных с этим рисках. В то же время развитие данного направления может служить серьезным импульсом к созданию пищевых и технических культур с улучшенными или принципиально новыми свойствами и зачастую с более низкой себестоимостью.

Другая крайне важная область — биоэнергетика. Эффективные технологии получения биотоплива помогут обеспечить экономию запасов ископаемых углеводородов, значительно расширить ресурсную базу экономики и сократить негативное влияние энергетики на климат планеты. К основным направлениям развития биоэнергетических технологий эксперты относят повышение энергетической эффективности биопреобразования углекислого газа в моторное топливо, снижение стоимости биотоплива, расширение сырьевой базы для его получения, повышение качества и экологической чистоты.

Составители доклада особо подчеркивают, что Россия с ее обширными сельхозугодиями и значительными объемами отходов сельского хозяйства, пищевой и лесной промышленности (250 млн тонн концентрированных сельскохозяйственных и 50 млн тонн лесных отходов ежегодно) может стать одним из сильнейших игроков на мировом рынке крупнотоннажной биотехнологической продукции, в том числе биотоплива.

Новым вектором применения биотехнологий может стать получение биоматериалов и продуктов органического синтеза из возобновляемого сырья, что предполагает создание новых штаммов микроорганизмов, осуществляющих эти процессы, а также развитие технологий выработки биосинтетических мономеров и методов их полимеризации. Новые продукты и материалы будут обладать уникальными свойствами и смогут заменить продукцию традиционных химических производств.

Биотехнологические процессы получения рекомбинантных белков промышленного (ферменты, биополимеры и т.п.) и медицинского (вакцины, антитела, ферменты) назначения в растениях и животных — биофабриках — выгодно отличаются по эффективности и себестоимости от известных технологий, основанных на использовании культур клеток микроорганизмов или животных. В качестве наиболее перспективных можно отметить технологии получения рекомбинантных белков в растениях с использованием вирусных систем, а также в молоке трансгенных животных.

Между Европой и Америкой

Несмотря на то, что у России есть перспективы занять достойное место на формирующемся рынке биотехнологий, авторы предостерегают от излишнего оптимизма. Уровень отечественных исследований по большинству радикальных биотехнологических продуктов серьезно уступает мировому, хотя и существует ряд российских разработок, востребованных за рубежом (например, генно-инженерные штаммы — продуценты аминокислот и витаминов).

На сегодняшний день, передовые позиции в разработке инновационных продуктов и услуг занимают США, Европа и Япония. В частности, в США активно развивается область генетической инженерии растений. Исследования, направленные на создание биотехнологических сортов без использования трансгенеза и биотехнологических процессов получения рекомбинантных белков в растениях и животных, развиваются более интенсивно в европейских странах. Биотехнологии производства новых видов моторного топлива являются предметом изучения многих научных организаций, университетов и компаний во всем мире.

Эксперты отметили следующие угрозы для России в сфере биотехнологий:

• низкая продуктивность сельскохозяйственного производства;
• критическое отставание научно-исследовательской и производственно-технологической базы в области биотехнологий;
• низкий спрос на разработки практического назначения;
• недостаточные инвестиции бизнеса в развитие биотехнологических производств;
• высокие барьеры входа на мировой рынок биотехнологической продукции;
• риск превращения страны в сырьевую базу для мировых лидеров рынка биотехнологий.

Возможность распространения инновационных продуктов во многом зависит от уровня научно-технологических заделов, роль которых заметно растет в последние годы. Для реализации описанных выше эффектов развития биотехнологий и занятия значимых ниш на перспективных рынках необходимо существенно увеличить уровень компетенций отечественных разработчиков, который в настоящее время очень неоднороден.

К числу наиболее передовых в РФ областей прикладных исследований эксперты относят:

• высокопроизводительные методы анализа геномов, транскриптомов, протеомов и метаболомов;
• системную и структурную биологию;
• работы по созданию штаммов микроорганизмов и микробных консорциумов для продуцирования симбиотических растительно-микробных сообществ.

Авторы доклада: сотрудники Форсайт-центра НИУ ВШЭ Александр Соколов, Анна Гребенюк, Любовь Матич, Александр Чулок, а также декан биологического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова, академик РАН Михаил Кирпичников, директор Института биохимии им. А.Н. Баха РАН, член-корр. РАН Владимир Попов, замдиректора по научной работе Центра биоинженерии РАН Николай Равин, директор Центра биоинженерии РАН, академик РАН и РАСХН Константин Скрябин.

Влад Гринкевич, для OPEC.ru