Биотехнология сегодня является неотъемлемой частью жизни современного общества, так как эта наука служит источником новых продуктов питания, медицинских препаратов, химических веществ, энергии, получения новых организмов с заданными свойствами. Все эти возможности делают биотехнологию все более востребованной во многих областях науки, техники, народного хозяйства, медицине, селекции.
Современная концепция высшего ветеринарного образования предполагает необходимость формирования знаний и практических навыков студентов в области биотехнологии. Общие ориентации и знания студентов в области использования биотехнологии в фармацевтическом производстве имеют чрезвычайно важное значение, т.к. по экспертным оценкам доля лекарственных средств, получаемых биотехнологическими методами, уже в ближайшем будущем составит 50 % от всех применяемых лекарственных средств. В связи с этим биотехнология становится одной из важных дисциплин современного ветеринарного образования, объединяющая фундаментальную и прикладную науки, а также производство.
Дисциплина «Вирусология и биотехнология» является комплексной и условно делится на курсы «Вирусология» и «Биотехнология». Основная цель преподавания курса «Биотехнология» – дать студентам теоретические знания и практические навыки по основным промышленным методам производства биопрепаратов, выявления, выделения, разделения, очистки и конструирования биологически активных веществ, а также создания новых активных форм организмов, отсутствующих в природе. В задачи курса «Биотехнология» входит ознакомление студентов с природой и многообразием биотехнологических процессов, достижениями биотехнологии в области ветеринарии; изучение технологии получения производственных питательных сред для культивирования различных микроорганизмов; изучение условий, влияющих на скорость микробиологических процессов, рост и развитие микробных популяций; оптимизация микробного процесса; отработка практических навыков по выделению производственных штаммов микроорганизмов, их селекции, хранения, использования для промышленного изготовления вакцин и антигенов изучение технологии приготовления терапевтических и диагностических сывороток и γ-глобулинов, пробиотиков, антибиотиков, ферментов, витаминов и др.; изучение технологии получения рекомбинантных ДНК, генно-инженерных вакцин и моноклональных антител и их использования в ветеринарной медицине; изучение методов контроля, стандартизации и сертификации биологических препаратов и аттестации производственных линий; изучение устройств основного производственного оборудования для приготовления питательных сред и лекарственных форм препаратов; ознакомление с подразделениями биопредприятий, организацией и управлением биологическим производством с использованием современной электронной техники; изучение перспективных и экологически безопасных технологических процессов, основанных на использовании микроорганизмов.
Биотехнология в ветеринарном образовании является достаточно новым предметом, поэтому в процессе преподавания возникают определенные сложности. Проблемы, с которыми приходится сталкиваться при организации учебного процесса по биотехнологии, достаточно широки, как и сама сфера применения биотехнологических производств. Уровень новшества и динамизма в биотехнологии очень высок. Возрастающий объем информации требует развития у студентов творческих способностей и критических навыков мышления, позволяющих принимать собственные решения на основании полученных ими базовых знаний по биотехнологии.
Особую роль в образовании играет преемственность дисциплин. Биотехнология – это интегрированная, мультидисциплинарная область знаний, которая имеет глубокие связи с другими науками. Поэтому без должного углубленного освоения комплекса химических, биологических и ветеринарных дисциплин понимание крайне важного для ветеринара предмета биотехнологии сводится к заучиванию фактов.
Студент, пришедший на курс биотехнологии, должен иметь определенный базовый уровень знаний и умений, приобретаемый им за предшествующие годы обучения. Однако если для дисциплин ветеринарного профиля четко прослеживается преемственность знаний, то, как показала наша работа, у студентов, обучающихся по специальности 111801.65 «Ветеринария» имеются большие пробелы как по общехимической, так и по общебиологической подготовке. Так, студенты 3 курса имеют недостаточное представление об окислительно – восстановительных реакциях, энергетическом и пластическом обмене клетки, процессе дыхания, строении биологических мембран, принципах и этапах передачи наследственной информации, биосинтезе белка и других биополимеров, регуляции жизнедеятельности клетки, закономерностях взаимосвязи организма и среды, основах генетики и наследственных болезней.
Известна китайская поговорка: «Знания, которые не пополняются каждый день, утекают с каждым часом». Возрастающий объем информации требует развития у студентов творческих способностей и критических навыков мышления, позволяющих принимать собственные решения на основании полученных ими базовых знаний по биотехнологии.
В процессе преподавании биотехнологии у студентов – будущих ветеринарных специалистов, – формируются биотехнологические знания и мышление. Предлагаемая программа изучения биотехнологии обеспечивает соответствующую подготовку для профессиональной карьеры молодых людей, дает возможность работы на фармацевтических предприятиях, в научно-исследовательских институтах. Стандарты высоки, но и перспективы карьеры превосходны.
Учебное пособие написано в соответствии с примерной программой по дисциплине «Вирусология и биотехнология» при обучении по специальности 111801.65 – «Ветеринария». Учебное пособие состоит из 2 частей – Общей биотехнологии и Частной биотехнологии, – и соответствующих 18 глав. Рассмотрены основные принципы и объекты биотехнологии, способы их создания и совершенствования методами клеточной и генетической инженерии. Даны сведения о биотехнологическом производстве белка, ферментов, аминокислот, липидов, витаминов, полисахаридов, алкалоидов, пробиотических препаратов, антибиотиков, вакцин, гипериммунных сывороток, диагностикумов и т.д. Особое внимание уделено перспективам сочетания методов биосинтеза и органического синтеза при создании новых лекарственных средств для ветеринарии. Учебное пособие предназначено для студентов, обучающихся по специальности 111801.65 «Ветеринария».
Учебное пособие автор посвятил своим научным руководителям – основателям школы биотехнологов на кафедре технологии микробиологического синтеза факультета биотехнологии Ленинградского технологического института им. Ленсовета (ныне Санкт-Петербургский технический университет) – д-ру технических наук, профессору В.И. Сухаревич и д-ру технических наук, профессору В.И. Яковлеву, под руководством которых В.А. Чхенкели выпала честь закончить аспирантуру в ЛТИ им. Ленсовета, выполнить и защитить диссертационную работу по специальности «Биотехнология» на соискание учёной степени кандидата технических наук.
Автор также приносит благодарность И.В. Тихонова, д-ру биологических наук, зав. кафедрой, профессору, В.А. Гаврилову д-ру ветеринарных наук, Заслуженному деятелю науки РФ, профессору кафедры, Т.В. Заболоцкой, канд. ветеринарных наук, доцента кафедры – сотрудников кафедры биотехнологии ФГБОУ ВПО МГАВМиБ им. К.И. Скрябина, которые оказали существенную методическую помощь в подготовке данного учебного пособия.