При оптимизации любого промышленного процесса, протекаю­щего с участием живых организмов, основные усилия бывают направлены на улучшение их генетически обусловленных свойств. Традиционно для повышения продуктивности штаммов использовали мутагенез с последующим скринингом и отбором подходящих вариантов. В «допастеровский период» отбор при проведении наиболее «древних» процессов ферментации (на­пример, в пивоварении или сыроделии) осуществлялся, очевид­но, бессознательно. В последнее время для объединения же­лаемых свойств разных штаммов в одном организме стали ис­пользовать гибридизацию.

Необходимой предпосылкой создания более продуктивных штаммов путем отбора мутантов и рекомбинации является глу­бокое знание биохимии и физиологии процесса ферментации. Нам нужна также информация о том, какие стадии метаболиз­ма являются лимитирующими, каковы термодинамические пре­делы повышения выхода продукта. Обычно эффективность про­цесса удается поднять, используя приемы как физиологии, так и генетики: при этом возможности двух наук дополняют друг друга, а не противопоставляются.

Сегодня в этой области произошли явные перемены: если раньше единственным используемым генетическим методом был отбор улучшенных штаммов, то сегодня предлагаются сов­сем новые подходы, основанные на технологии рекомбинантных ДНК (генетическая инженерия). C их помощью путем фермен­тации можно получать новые виды продукции: белки и пепти­ды человека, антигены вирусов. Надо сказать, что большой ин­терес к биотехнологии в значительной мере обусловлен именно появлением генетической инженерии. В этой главе мы рассмот­рим, какое применение могут найти методы модификации гене­тического материала как in vivo, так и in vitro для разработки новых и модернизации существующих биотехнологических про­цессов.