Революционный шаг в науке, оставшийся бы незамеченным, если бы не К7.
"Британские ученые" вывели новые бактерии, которые могут жить только, если получают искусственную аминокислоту, не встречающуюся в природе.
Это путь к искусственному организму.
Может быть, это и шаг в науке, но далеко не революционный. Житие на искусственном "корме" это не достоинство, а крупный недостаток организма. В норме любой организм должен уметь сам производить всё необходимое для своего существования, а сырье для этого добывать из окружающей среды.
Пользуясь случаем, расскажу, что сама считаю важным в том случае, если "вокалоидов" все-таки будет решено делать на биохимическом фундамента, а не электронном. Оно, кстати, представляет интерес и по части перспектив изменения биологических организмов (в т.ч. и наших собственных), которые в электронный вид преобразованы быть не могут. И тут перед нами имеет место настолько сильный разрыв между двумя платформами - биохимической и электронной, что эмуляция (попытка средствами одной платформы смоделировать работу другой) явно неэффективна.
Например, электронному существу не нужны ни сердце, ни легкие, ни кишечник. И жопа тоже не нужна
. А если взглянуть еще пристальнее (на внутреннее устройство организма), то выяснится, что ... ничего из этого тоже не нужно! Вот это и есть "межплатформенный разрыв", когда два способа реализации какой-то функции не имеют общих частей, будучи слишком альтернативными в плане реализации.
Поэтому вокалоидов следует сразу делать на электронной платформе, как более перспективной (по части скорости) и удобной для разработки. А вот в отношении собственных организмов людям придется искать новые решения на старой биохимической платформе.
Впрочем, есть еще вариант тотального суицида
, когда люди добровольно прекратят свое существование или дальнейшее размножение, передав эстафету своим приемниками - "вокалоидам", которым успели к этому времени передать всё те функции, которые считали ценными. Впрочем, и сами вокалоиды, превзойдя людей по всем параметрам, могли бы "помочь" низшей расе досрочно сойти в небытие
.
Но на нынешнем историческом этапе, по-видимому, было бы целесообразно идти сразу по двум направлениям - с одной стороны совершенствуя электронику, а с другой стороны создавая на старой биохимической платформе ... ГМО-людей
. Причем, не отдельно от людей, а целенаправленно превращая людской род в ГМОшный
, путем внесения изменений в геном собственного потомства. Тем самым, осуществляя искусственную эволюцию вместо естественной, которая ныне уже сошла на нет. В очень популярном виде подобный подход изложен у писателя-фантаста Сергея Лукьяненко в его книге "
Геном". Очень рекомендую почитать!
Теперь поговорим конкретно про аминокислоты и о том, что с ними связно. Прежде всего, должно быть понято, что аминокислоты являются универсальными строительными блоками для внутриклеточных конструкций/механизмов по той причине, что из аминокислот можно "вязать сети". При этом "амино"-часть одной аминокислоты образует химическую связь с "кислой" частью другой аминокислоты. При этом у образовавшегося димера по-прежнему останется с одного конца "амино"-группа, а с другой "кислая" группа, что позволяет удлинять ее и дальше, с любого из концов.
Почему в качестве кирпичей были выбраны аминокислоты, а не что-то еще? Случаен этот выбор или целесообразен? Оказывается, что он предельно целесообразен, поскольку образующаяся при стыковке аминокислот связь называется "амидной" и относится к связям умеренно прочным в водной среде. Т.е. такая связь позволяет не только соединять аминокислоты в цепи, но и расщеплять такие цепи на отдельные аминокислоты. Проще говоря, допускают относительно легкую сборку и разборку. А последнее обстоятельно исключительно важно, поскольку позволяет утилизировать аминокислоты от уже ненужных конструкций, собирая из них что-то более актуальное. Опять же, сожрав какое-то другое живое существо, организм хищника может разобрать его до аминокислот (в желудке), всосать аминокислоты себе в кровь, а затем использовать их по прямому назначению - для строительства своего организма. Точно так же организм поступает со своими умершими клетками - он их не хоронит, а тоже разбирает на аминокислотные кирпичи, чтобы использовать для сборки/роста новых клеток.
Т.е. суть использования аминокислот в качестве строительного материала обусловлено исключительно удобствами сборки и разборки. Впрочем, заменой амидной связи могла бы еще служить фосфодиэфирная, как в цепочках ДНК и РНК, но это слишком дорогое решение, т.к. для этого нужен фосфор, который трудно добывать. Тогда как аминокислоты не содержат в себе ничего, кроме углерода-кислорода-азота, что можно добыть из атмосферы и воды. Получается, что аминокислоты не только хорошо годятся для быстрой сборки/разборки создаваемых из них конструкций, но и к тому же дешевы. А это в строительном деле немаловажно.
И, наконец, аминокислоты произносятся во множественном числе потому, что каждая аминокислота может содержать в себе боковую группу, которая в построении цепи обычно не участвует (хотя иногда такое все же случается), а торчит в сторону (почти перпендикулярно цепи). Поэтому белковая цепь из аминокислот сильно похожа на ... елочную гирлянду с разноцветными лампочками
. Только у елочной гирлянды лампочки могут отличать только цветом, а боковые группы у аминокислот могут обладать различными физико-химическими свойствами. Скажем, если сделать цепь из одной только "аспарагиновой" аминокислоты, то получиться гидрофильный гель типа желе. А если сделать цепь только из аминокислоты "цистеин", то получится материал, твердый как эпоксидная смола, и настолько же легко затвердевающий. Т.е. тут полная аналогия с детским конструктором Lego, когда в наборе должны быть детальки разных сортов. И вот в этом состоит третье по счету (разбираемость + дешевизна + разнообразие) достоинство аминокислот, как конструкционного материала.
А теперь самое главное! Весь тот опыт, который был получен в процессе много-миллионно-летней эволюции, собственно, и заключается только в том, какие удачные конструкции удалось из тех аминокислот собрать! А потому геном служит лишь в качестве чертежей этих конструкций, чтобы следующее поколение умело такие конструкции собирать. Говорят, что где-то есть и выставка/музей Lego, где в качестве экспонатов выставлены конструкции, собранные сразу из нескольких комплектов Lego (я полагаю взрослыми, а не детьми). На витрине московского дома игрушек тоже можно что-то подобное увидеть.
Поэтому геном, как и сам способ кодирования аминокислотных последовательностей, глубоко вторичен и несет лишь вспомогательную учетную функцию. И уже не раз и не два его кодировку пытались менять, как и сами нуклеотиды, из которых стоят ДНК и РНК. И все это будет работать, как ни закодируй, но с тем лишь условием, если в конечном результате строятся те самые рабочие конструкции, функциональность которых шлифовалась миллионами лет!
Все эти конструкции были "изобретены" методом проб и ошибок, за каждой из которых стоят жизни огромного множества живых существ, которые именно в конкуренции за выживаемость с другими видами решали вопрос о том, какую аминокислоту лучше вставить в конкретное место конструкции. У многоклеточных организмов (а уж тем более, у высших млекопитающих) такие механизмы отбора по большей части уже не работают, т.к. их выживание обусловлено очень многими причинами, среди которых уже невозможно найти ни место "виноватой" аминокислоты, ни подходящую ей замену. Поэтому на клеточном уровне все мы используем "наработки", которым обязаны более просто устроенным организмам далекого прошлого. Скажем, системе дыхания мы обязаны рыбам, которые в соревновании на глубоководность, подарили живым существам будущего структуру гемоглобина. Впоследствии эта структура многократно "переписывалась" с ошибками, но основные функции остались нетронутыми, т.к. любая мутация в функциональной части гемоглобина оказывалась летальной. Т.е. не надо думать, что в структурах подобного типа ничего нельзя тронуть - есть места, где аминокислоту можно заменить на любую другую, без заметного ухудшения функции, а есть места, где любое изменение смертельно.
То, что мы имеем на сегодняшний день, это уже готовые функциональные блоки, сформировавшиеся в далеком прошлом, и поддерживающие свою функциональность тем, что любые отступления в их важных частях вызывают летальные последствия, а отступления в неважных частей допустимы. Поэтому уже сейчас путем сравнения структур можно довольно легко выяснить, что именно в данной структуре является функционально необходимым, а что исполняет вспомогательную роль, а потому допускает случайные вариации.
Задаваясь целью создать искусственный организм, вы находимся на перепутье, когда технически можем создать любую структуру, но не имеем знаний о том, какой должна быть эта структура, чтобы выполнять функцию лучше природной. Потому что природные варианты прошли жесточайший эволюционный отбор, в ходе которого доказали свою "профпригодность". А наши самоделки еще требуют практического обкатывания и сравнения с натуральными. И вот для этого обката у нас не хватает времени, т.к. невозможно проверить, как скажется такая замена на конкурентных свойствах организма. - Слишком уж долго это проверять. Тогда как эволюция никуда не торопилась и только этими проверками все время занималась.
Образно говоря, у нас есть и холст, и кисть, и краски, но рисовать картины мы не умеем. А точнее - не знаем, что надо рисовать, чтобы получился шедевр. Однако делать копии у нас уже получается хорошо. Поэтому проблема заключается не в технике рисования, а в сюжете, который должен быть нарисован. Ибо если мы рисуем с натуры, то и получаем копию. А если мы хотим получить что-то искусственное, то сюжет надо придумывать самим, а не срисовывать его откуда-то.
