Все записи
00:04  /  14.12.18

2864просмотра

Как нанобиология разгадывает секрет жизни

+T -
Поделиться:

Нет человека, который не любил бы получать подарки. Во всяком случае, психологи утверждают, что нормальные люди должны это любить. Но главный подарок мы получаем при рождении – это сама жизнь. И тут не важно, воспринимается ли эта жизнь частью процесса космических масштабов, в которых рассматривают ее сторонники гипотезы Геи, или как частное дело конкретного организма. Жизнь – это подарок, данный нам при рождении.

Что бы там ни утверждали уфологи и оптимисты астробиологии, сейчас жизнь известна только на Земле и существует она в довольно узком диапазоне физических условий – температур, давлений, содержания кислорода в атмосфере, химического состава океана и тому подобных характеристик. И если, согласно дорогой нашему сердцу теории эволюции, жизнь и приспосабливалась к меняющимся условиям, то очевидно, что существовали условия, в которых она зародилась.

Можно сколько угодно фантазировать о разных формах жизни: от знаменитых тахоргов, которых Стругацкие поселили на Пандоре, до разумного облака галактических масштабов в Уоттсовском «Острове». Можно даже теоретизировать, как могли бы зародиться подобные формы жизни, и альтернативная биохимия вкупе с креационизмом нам в помощь. Но приходится признать, что реально мы можем иметь дело только с той формой жизни, которую сами и представляем.

Понятие жизни определить довольно сложно. В широком смысле биологически живое – это некая форма активного существования материи, а вот более точно «живое» можно определить только перечисляя качества, отличающие его от «неживого». Список этих качеств растет со времени постановки вопроса, все более и более углубляясь в детали, и каждый последовательный этап проникновения в тайну жизни пытается разъять живое на все более и более мелкие объекты.

Все началось с Эмпедокла, который «разбирал» организмы на довольно ощутимые части: «двигались руки без плеч, очи блуждали без лбов» (пока, влекомые силой Любви не соединились в долговечные и жизнеспособные создания). Биологические идеи Аристотеля были уже о составе отдельных органов, состоящих из материи, актуализирующей в конкретном организме свои скрытые возможности.

В последовавшие за этим века медики и биологи пытались разобрать живое на еще более мелкие детали. Как в незабвенном сказочном образе искали дуб высокий, на нем сундук, в сундуке зайца, в зайце – утку, в утке-яйцо, а в яйце – иглу… Пока блестящая идея Аристотеля об актуализации возможностей, скрытых в исходной материи, не воплотилась в открытии генетического кода, в котором от условного «начала» развития зашифрованы все особенности структуры взрослого организма. Так в XX веке основным атрибутом живой материи стала генетическая информация, определяющая ее развитие.

В тот же момент выяснилось, что дальнейшая детализация попросту невозможна – живое, расчлененное на более мелкие кусочки, перестает быть живым. В масштабе самых маленьких элементарных частиц, которые на сегодня считаются бесструктурными, типа электронов, нейтрино и кварков, ни о какой биологи говорить не приходится. Нет ее и в масштабах атомов (атом, к примеру, водорода имеет условный диаметр порядка 10-10м ). Живое появляется только на следующем порядковом уровне, начиная с 10-9м, то есть, в нанодиапазоне. В этом диапазоне живут белковые молекулы и вирусы, ему соответствует и диаметр молекулы ДНК.

Собственно тут и начинается биология, все последующие биологические структуры – кишечные палочки, эритроциты крови, амебы, био-клетки, муравьи, тараканы, люди и киты – существенно крупнее. Но вернемся к теме возникновения жизни. Существует несколько соперничающих теорий, сходящихся в главном: жизнь на Земле началась с первой молекулы, обладавшей свойством создавать копии самой себя. Эту замечательную молекулу Ричард Докинз удачно назвал «репликатором», и именно ее современным эквивалентом является молекула ДНК. Исследования ДНК, и синтез искусственного генома является передним краем «разгадки жизни».

Искусственный геном уже вроде как синтезирован Крейгом Вентером, знаменитым дешифратором генома человека, и успешно введен в бактерию Mycoplasma mycoides вместо ее собственного. Бактерия-реципиент ожила и стала размножаться, используя этот искусственный геном, именно полностью собранный заново, а не нарезанный из фрагментов чьих-то биологически сформированных генов. Это потрясающий эксперимент – репликатор, созданный не случаем или божественным проведением, а нанотехнолгогами с такими же репликаторами внутри, вообще говоря, это триумф.

Какого бы размера ни был биологический организм – это всегда нанофабрика. Поэтому от нанотехнологий ожидают прорывов в медицине, с ними связывают надежды на счастливое будущее без старости, болезней и патологий. И тут уже никакие усилия нельзя считать чрезмерными, и никого кроме самых отъявленных фаталистов не нужно убеждать в том, что «за нанотехнологиями будущее».

Остается, один, но самый главный вопрос: а как глубоко мы можем, а, главное, хотим, проникнуть в тайну жизни? Да, мы установили, что наши организмы – это нанофабрики, уже примерно поняли, как они работают, научились управлять кое-какими процессами, со временем поймем другие. Тут продвижение объясняется тем же рядом – болезни, старение, смерть – и мы будем всеми силами бороться против этой триады, как боролись, сколько помним себя как homo sapiens, хотя определенные отрасли нашего знания и говорят нам о ценности и того, и другого, и третьего.

Но наши изыскания продвигаются дальше, в нами самими пока трудноопределимую область и наши биологические цели с высот философии видятся уже не как борьба со смертью, а как борьба с «жизнью». Разгадка здесь, по-видимому, лежит в гениально воспетом Ричардом Докинзом «эгоизме» наших генов. На первый взгляд может показаться, что они дают жизнь нам, но при ближайшем рассмотрении оказывается, что нет, это мы даем жизнь им.

Первым репликаторам времен первичного бульона приходилось туго и они находили пути выживания во враждебной и очень активной среде, так возникли клетки, клеточные сообщества и организмы. Искались более надежные и качественные пути репликации, и именно это заставляло организмы эволюционировать и совершенствоваться в постоянной конкуренции друг с другом. И внутри каждого из них, внутри каждой живой клетки, в течение всего этого эволюционного пути сидел и сейчас сидит тот самый «эгоистичный» репликатор, диктующий всему живому, как жить.

Но! В отличие от всего живого у нас есть не просто мозг, у нас есть интеллект. Нам есть, что противопоставить эгоизму собственных генов, и вся наша цивилизация тому пример. Не потому ли мы так упорно разгадываем загадку собственного генома, что ощущаем в себе нечто, вроде личинки «чужих», и наш разум, способный оторваться от «низменных» потребностей, упорно сопротивляется такому привычному, но, по сути чуждому диктату генов?

Может быть, действительно, в нас говорит «бессмертная» душа или «чистый» разум, но мы упорно рвемся к этой цели и вот, наконец, у нас в руках инструмент, оружие, дающее нам надежду на победу в этой доселе неравной борьбе. Все миллионолетнее победное шествие «эгоистичного гена», развернувшееся в потрясающую земную эволюцию, наконец натолкнулась на серьезное препятствие – на «эволюцию» личности и общества: на воспитание и обучение, противостоящие инстинктам, на культуру и науку, способные эти инстинкты изменить.

И пресловутый искусственный интеллект в этом контексте уже не попытка переложить на машину человеческие проблемы, а попытка перенести разум в сущность, свободную от генов. Со всей благодарностью к ним, давшим нам ту жизнь, которой мы живем сегодня, «повзрослевшее» человечество хочет и имеет право само выбирать свой «жизненный» путь.

В нас, конечно, еще очень и очень много биологического, это пока наша природа, от которой нам, ныне живущим, никуда не деться, но есть и возможность сопротивляться этой природе и ставить собственные цели. Благодаря интеллекту мы прошли этот квест: нашли дуб, открыли сундук, поймали и зайца, и утку, и уже держим в руках иглу (самое интересное, что мы в самом прямом смысле держим в руках иглу электронного микроскопа :)

Можно как угодно относиться к источнику человеческого интеллекта и самосознания, считать его промыслом божьим, злостной патологией или игрой случая, но у нас есть этот инструмент, и то, что мы с его помощью добрались до генома, должно вселить в нас оптимизм самый высокой пробы. Мы находимся в том духоподъемном моменте, когда, простите за пафос «разум и воля» не просто противостоят «низменной» природе, а реально могут ее изменить. Господи, благослови нанотехнологии!