Свежий номер №7 (384) / Владимир Скулачев: Я предполагаю, что в биологии действует «самурайский закон»
 
Леонид Левкович-Маслюк, levkovl@computerra.ru 22.02.2001


 
<< Страница 1

Страница 1
Страница 2
Врезка

Страница 3
 >>

У бактерий? У них что, есть зачатки сознания?

- Ну, смотря что называть сознанием. Бактерии суммируют некоторую информацию и принимают решения. Они удивительные существа. Например, вязкость среды измеряют точнее, чем самый лучший вискозиметр. Температуру меряют с потрясающей точностью. Информация попадает внутрь, обрабатывается, и выдается некое решение: оставаться на месте или уплывать. Обычно говорят, что колесо изобрел человек. А вот они - какое там колесо, электромотор изобрели! Можно создать разность потенциалов на этой оболочке искусственно - и он будет крутиться.

Теперь посмотрите на этот снимок. Здесь сфотографирована человеческая клетка, фибробласт, из подкожной клетчатки. А вот в ней, внутри, - клеточная электропроводка, настоящий электрический кабель, который мы обнаружили с помощью специального красителя, - он окрашивает только те участки клетки, где есть разность потенциалов. По этим проводам течет ток, разность потенциалов поперек оболочки кабеля (мембраны) может достигать четверти вольта, а в удельном выражении это сотни киловольт на сантиметр. Пока неясно, в чем функция этих проводов.

Куда это нас приведет, я предсказать не могу, но то, что мы обнаружили новые свойства живой клетки - совершенно ясно. Это довольно давние наши работы, их долго не признавали, считалось, что «такого не может быть никогда». А сейчас сразу в нескольких местах, в Америке, в Австралии, в Англии их повторили - просто появилась новая удобная техника для подобных экспериментов, и оказалось, что это общее свойство живых клеток.

Вот он на фотографии, этот «кабель», - длинный-длинный тяж, примерно в 60 мкм. Лазерным лучом выжгли его кусочек. Если бы он представлял собой цепочку состыкованных мелких частиц, только это место и было бы поражено. Здесь же видно, что после удара лазером все погасло. Кабель перегорел, однако соседние тяжи прекрасно светятся.

Очень смешная история: многие годы эта штука была неизвестна, потому что применяли электронную микроскопию, а для нее нужны были срезы. Резали кабель поперек, теряли одно измерение и думали, что это шарик.

Владимир Петрович, ведь сейчас возникает множество совершенно новых проблем, связанных с биологией, - таких, о которых раньше просто не думали. В связи с клонированием, например, говорят о создании искусственных людей с какими-то специфическими свойствами, и за всем этим подразумевается нечто жуткое - хотя не совсем ясно, что же именно.

- Я не думаю, что эти перспективы более страшны, чем то, о чем я сегодня прочитал в газете: австралийские биологи вывели штамм оспы, который ничем не лечится. Если, не дай бог, он вырвется на волю, мы все просто умрем, - вот это страшно. Плодить же монстров с помощью клонирования настолько сложно, настолько дорого, настолько велика вероятность неудачи… Каждая овечка Долли стоит миллионы долларов.

Но так будет не всегда, компьютеры тоже когда-то стоили миллионы долларов.

- Нет, в этой области всегда будет очень и очень непросто. Так что ужасы клонирования - надуманные. Зато по аналогичным технологиям можно, в принципе, выращивать отдельные органы. И в этом направлении, кстати, уже ведется огромная работа, возник настоящий бум. В США Национальные институты здоровья (государственная система фундаментальных медицинских исследований) получат в этом году из госбюджета 20,5 млрд. долларов. Не лечебные заведения, а институты для фундаментальных исследований в биологии и медицине. Причем в эту систему входят далеко не все такие институты. Бюджет же всей нашей страны - не биологии, не науки, а всей страны, включая и субмарины типа «Курск», и суперистребители, и все остальное, - всего в два с половиной раза больше этой цифры. В США считают, что сейчас та стадия развития биологии, которая в ближайшие годы даст фантастические результаты. Не жалеют денег на то, чтобы американцы не старели. Ведь уже более или менее ясно, что надо делать, чтобы у новорожденного ребенка можно было взять клеточку, например, печени и хранить, пока не потребуется вырастить новую печень.

Как вы думаете, сколько лет будет решаться эта задача?

- Я очень не люблю предсказывать. Но мне кажется, можно говорить о десятках лет, никак не больше. Возможно, это случится и гораздо раньше, потому что прогресс в биологии очень ускорился.

Давайте коснемся более общих вопросов, философских в некотором смысле. В какой степени сегодня поняты механизмы эволюции? Ведь существует мнение, его особенно часто выражают физики и математики, что теория эволюции обоснована очень слабо. Количественные оценки на время, необходимое для формирования сложных организмов путем случайных проб и ошибок, чудовищно велики. Никто пока детально не проследил, как возникают новые виды. И так далее.

- Думаю, ситуация гораздо лучше, чем вы говорите. Конечно, в этой области невозможно поставить опыт, хотя определенные эволюционные процессы и можно моделировать в пробирке. Но многие не учитывают существования специализированных механизмов эволюции. Думают, что кроме дарвиновского случайного отбора, накопления признаков больше ничего нет. Но как заметил однажды академик Заварзин, наш известный эволюционист, такая «рыночная экономика», конечно, не способна произвести все разнообразие жизни. Она - лишь один из элементов всей системы. Но есть и специализированные механизмы - то же старение, например.

На примитивном уровне простейший дарвиновский механизм вполне эффективен. Я думаю, что Дарвин абсолютно верно описал эволюцию в ту эпоху, когда из сложных молекул только что возникли простейшие формы жизни. Но позднее эволюционные механизмы были очень сильно усовершенствованы. Во-первых, они существенно ускоряют эволюцию. Во-вторых, предотвращают обратный ход. Видите, у меня под стеклом даже записан такой лозунг, «самурайский закон биологии»: лучше умереть, чем ошибиться.

Я-то сначала решил, что это относится к работе ученого…

- Нет, это о работе клетки. Оказывается, в каждой клетке есть механизм самоубийства, он называется таким словом: апоптоз. Более того, во внутриклеточных органеллах, так называемых митохондриях, тоже есть свой, отдельный механизм самоубийства. Клетка - система очень сложная, ей запрещено отклоняться в сторону: шаг влево-вправо - расстрел. Но очень хитрый расстрел. У самураев не было палачей, они сами себя убивали в нужный момент, так и тут. Есть также способ ликвидации органов. Например, при онтогенезе хвост у нас был - а теперь его нет. Я предполагаю - это только гипотеза, - что существует и механизм самоликвидации индивида, фенаптоз.

Еще школьником я часто слышал, что принципиальная проблема биологии - создать в лаборатории живое из неживого. Но в последние годы об этом что-то не говорят. Как вы считаете, насколько важна эта проблема? Занимаются ли ей всерьез сегодня? И как вы относитесь к идее о том, что живое - принципиально другая «форма материи», чем неживое, и одно несводимо к другому?

- Да, есть такая точка зрения - но тогда приходится постулировать бога, который все это создал. Помните, как в фильме «Берегись автомобиля»: одни верят, что бог есть, другие верят, что бога нет. Верят - и те и другие… Конечно, есть совершенно специфические элементы в биологии, которых нет в физике, химии и т. д. Но ведь и химия не исчерпывается физикой, а физика - математикой. Здесь то же самое. Нет никакого подвоха в этом месте, это просто следующий уровень организации материи, следующий уровень сложности. Когда-то не было сложных химических веществ, потом они возникли - это тоже элемент эволюции. Но в химии нет элемента самоподдержания, нет этих «самурайских законов». Я не думаю, что нащупать грань между живым и неживым - насущная проблема. Кто-то сказал, что очень трудно дать определение жизни, но очень легко отличить мертвую лошадь от живой.

Нас, как компьютерный журнал, интересуют точки соприкосновения биологии и информационных технологий.

- Как только началась работа по расшифровке генома, возникла биоинформатика, и сейчас это одна из ведущих отраслей в биологии. С текстами такого чудовищного размера нельзя справиться без специальных технологий обработки информации. Мы сейчас создаем в МГУ совместный центр по биоинформатике с участием биологического факультета и факультета ВМК. Здесь колоссальное поле деятельности для специалистов по вычислительной технике, прикладной математике, компьютерным наукам. Сегодня исследование передачи информации с помощью ДНК - в чистом виде задача информатики, ничего от традиционной биологии там не осталось.

Информатика помогла блокировать белок p53 (см. врезку) - почему никак не получается со СПИДом?

- Так ведь и септический шок, связанный с p53, пока не лечится! Одно дело - вылечить СПИД, а другое дело - понять, как вирус СПИДа проникает в клетку, что он там делает. Тоже очень интересная задача. Кстати, недавно показано, что вирус СПИДа вызывает самоубийство тех клеток, которые борются с зараженными клетками. Клетки-киллеры исчезают под действием вируса СПИДа.

Это единственный такой вирус?

- Нет, некоторые другие тоже так делают, но СПИД особенно удачно поражает иммунную систему. И в конце концов несчастные люди умирают от простуды или от других болезней. Нельзя умереть просто от СПИДа. Очень хитрый оказался вирус, и бороться с ним пока не удается, но думаю, это тоже вопрос нескольких лет. Ведь уже так много известно, такие мощные силы на это брошены. Но может быть, я ошибаюсь, и мы сталкиваемся здесь с очень серьезными философскими проблемами. Если это нечто такое, что эволюция специально придумала, чтобы нас губить, с этим бороться будет совсем не просто. Как и с раком. А я почти уверен, что рак - специально запрограммированное заболевание для очистки популяции, действующее разными путями, и как только мы заблокировали один путь, сразу активируется другой. Гениально сделан эволюцией этот механизм убивания - если гипотеза правильна. Есть три основные старческие болезни - рак, инфаркт, инсульт. Рак - когда не применяется «самурайский закон» внутри клетки, а инфаркт и инсульт - идиотское применение этого закона: плохо с сердцем - значит, надо его остановить. Куда ни кинь, всюду клин. В таких случаях трудно прогнозировать успех. Можно бороться со случайными поломками, можно остановить внешнюю инфекцию - однако если в нашей программе записано: либо так, либо эдак, но в восемьдесят лет тебе положено уже «к верхним людям»…

Недавно я прочитал фантастический роман австралийского писателя Грега Игана (Greg Egan) «Distress», что можно перевести как «Страдание» или «Отчаяние», и там один второстепенный персонаж с помощью биотехнологий где-то в конце двадцать первого века пытается создать новый геном. Такую же длинную молекулу, но на основе совсем других веществ. В случае успеха он стал бы принципиально неуязвим к любым бактериям и вирусам. Он говорит, что хочет положить начало новому царству живой природы. Не виду, не роду - а царству. Такие проекты хотя бы в принципе возможны?

- В принципе многое возможно, но результат слишком маловероятен. Ведь надо не только все эти миллиарды букв перекодировать, но изменить всю регуляцию работы генов. Так мне кажется; может быть, я ретроград. Но на что я крепко надеюсь, так это на марсианскую жизнь.

Э-э… в каком смысле?

- В таком, что, может быть, как раз там и будет совсем другой код. Ведь все эти молекулы очень чувствительны к ультрафиолету, а Марс для ультрафиолета открыт. Я однажды беседовал с Поннамперумой, биологом, возглавлявшим биологическую программу НАСА и отвечавшим как раз за жизнь на Марсе (общий смех). В отчете он написал, что жизни на планете нет. То есть прибор, который был сброшен на Марс, ничего такого не нашел. Но потом, в конце своей жизни, он рассказывал мне: знаешь, когда мы такой же прибор послали в Антарктиду, он и там не обнаружил ничего живого; когда же я дал такой же кусочек льда микробиологам, они нашли в нем бактерии. Конечно, если бы на Марсе слоны ходили или вся почва была усеяна бактериями, прибор бы их нашел. Но такая изощренная жизнь, к тому же другая … Так что я крепко надеюсь. Главное, там воду обнаружили. Кислород и вода, вот главное. То есть эволюция могла бы идти на сходном с Землей «материале», но совершенно с другим результатом. Вот недавно в марсианском метеорите нашли типичные отпечатки бактерий.

Типичные по форме?

- Нет-нет, там еще магнетит нашли, который некоторые бактерии выращивают у себя вдоль тельца в виде серии кристаллов. Благодаря этому они чувствуют магнитное поле и ориентируются по нему. Такого нет в неживой природе. Но все равно здесь возможны пока лишь гипотезы. Вот когда первый организм с Марса привезут на Землю и он начнет размножаться - только тогда можно будет сказать, что найдена неземная жизнь.

Врезка



 
<< Страница 1

Страница 1
Страница 2
Врезка

Страница 3
 >>


Леонид Левкович-Маслюк
levkovl@computerra.ru
 


<< Серый ящик, или Общество взаимного кредита
Все материалы номера
Агент 2416, подпольная кличка «Свистун» >>