Рэм Петров - Беседы о новой иммунологии
Самолеты–снаряды научились расстреливать над Ла–Маншем. «Газовые магистрали» перестали летать. Проблему лондонских ожогов решили не врачи, а инженеры, создавшие радиолокаторы. Но вопрос: «Почему чужая кожа не приживается?» — остался для Медавара главным научным вопросом. В серии опытов на кроликах он показал, что отторжение пересаженной кожи относится к разряду иммунологических явлений.
Ремонт
В 1945 году было окончательно доказано, что иммунитет — это такие силы организма, которые защищают его не только от микробов; они защищают от всех генетически чужеродных клеток и тканей, от пересаженной кожи, от пересаженного органа, например почки.
По словам Лесли Брента, одного из учеников Медавара, он, Медавар, нанес явление отторжения пересаженных тканей на карту иммунологии. Проблема несовместимости генетически чужеродных тканей при пересадках оказалась иммунологической.
В последующее десятилетие генетики вывели особые породы лабораторных животных, в частности мышей. Эти породы получили название чистых линий. Все животные в пределах одной чистой линии идентичны. Как идентичны близнецы. Тождественны во всем! Пересаженные друг от друга ткани и органы животных приживаются, потому что они не несут элементов генетической чужеродности.
Особи одной чистой линии чужеродны особям другой линии. Многие гены у них различны. Иммунитет узнает генетическую чужеродность и отторгает ткань. Создание все новых чистых линий привело к появлению конгенных линий. Генетические различия между этими линиями всего лишь в один ген.
Пересадки тканей между представителями конгенных линий закончились отторжением. Стало очевидным, что иммунитет срабатывает на чужую клетку или орган даже в том случае, если эта клетка или орган отличаются всего по одному гену, то есть по минимальному генетическому признаку.
Перед исследователями встал вопрос: для чего такая строгость? Для чего существует столь жесткая цензура, которая умеет отличать чужеродность по минимальному признаку, то есть по одному гену?
Вот этот вопрос, который сформулировался к началу шестидесятых годов, и сделал иммунологию новой. Каждый задавший себе этот вопрос с неизбежностью отвечал, что такая жесткая цензура всего генетически чужого создана природой, конечно, не для того, чтобы построить какие–то препятствия для хирургов, пересаживающих органы. Природа создала эту строгую цензуру для каких–то гораздо более серьезных целей.
Эти цели оказались весьма существенными. Человеческий организм состоит из 1013 клеток. Это огромное сожительство генотипически идентичных друг другу клеток, возникших из одной оплодотворенной клетки и содержащих в себе одинаковые наборы генов. Но все в природе подвержено изменениям. Гены тоже.
Случайные изменения генов называются мутациями. Клетка, в которой произошла мутация гена, становится мутантом. Мутация — явление редкое, но среди скопления клеток всегда есть мутанты. Их частота примерно один на миллион, то есть 1 : 106. Если в человеческом теле 1013 клеток, то в каждый данный момент в нем может быть 107 мутантов. Десять миллионов клеток с иными (и, возможно, опасными) свойствами! Десять миллионов изменников! А если они начнут размножаться? Если примутся выполнять не ту работу, которая требуется организму? Не так ли возникают рак и некоторые другие неинфекционные болезни?
Кто–то должен справляться с этими изменниками. Теперь мы знаем кто — иммунитет. Ведь именно он умеет распознать и уничтожить чужака, даже если тот отличается всего одним геном. К этому сводится главная цель иммунитета — иммунологический надзор, иммунологический контроль за внутренним постоянством организма.
Организм с его иммунной системой уподобить какому–либо кибернетическому устройству с обратной связью и со способностью к самоохранению.
— Нельзя ли организм с его иммунной системой уподобить какому–либо кибернетическому устройству с обратной связью и со способностью к самоохранению в меняющихся условиях внешнего мира?
— Можно, но, чтобы аналогия была правдоподобной, необходимо ввести одно обязательное условие.
— Какое же?
— Необходимо условиться, что для внутренней и внешней связи машина пользуется словами, составленными из 20 букв. Запас слов ограничен, и машина ни в коем случае не может использовать чужое слово, не входящее в ее запас.
Вообразим машину, которая знает сто слов. Ими она запрограммирована при рождении. Ими она пользуется, чтобы отдать ту или иную команду своим частям и получить ответ. Машина даже может сочинять стихи. Но ей все время нужно восстанавливать запас слов, истраченных на команды или на стихи. Ведь однажды использованное слово навсегда исчезает из словаря. Его уже нет. А без этого слова какая–то команда не сможет быть передана одной из частей машины. Стихи тоже перестанут получаться. Поддерживать свое активное существование сколько–нибудь долго машина не сможет. Мы не вложили в нее бесконечного количества копий каждого из ста слов. А она тратит каждое слово после однократного использования. Как только кончится запас любого из ста слов, выключится управляемый этим словом узел или блок. Машина станет. Она не сможет разумно реагировать и писать стихи.
Но у нашей машины есть специальный канал, по которому из внешнего мира поступают целые фразы — конгломераты слов. Назовем их табличками со словами. В этом канале таблички разбиваются на отдельные буквы. Получается котел, наполненный всеми буквами латинского алфавита. Из этих букв машина строит свои сто слов и тратит их на всевозможные жизненные нужды.
Машина могла бы заимствовать из внешнего мира готовые слова. Да нужное слово не вдруг услышишь. И если пойти по такому пути, то в машину смогут проникать посторонние слова, не входящие в ее сотню. Посторонние слова будут создавать шумы. Посланное в качестве команды лишнее или неправильное слово та или иная реагирующая часть машины в лучшем случае не воспримет. В худшем случае реакция будет неправильной. Стихи утратят смысл. Машина погибнет.
Техника
А если посторонние слова и фразы, или, как мы их назвали, таблички, все–таки попадут в машину? Если они проникнут, минуя естественный путь — канал, в котором эти таблички разбиваются на составляющие их кирпичики–буквы? Что нужно иметь машине, чтобы сохранить свою целостность? Необходимы специальные устройства, расположенные по всему телу. Они есть.
Распознающий механизм абсолютно строг и не выключается никогда. Любая проплывающая табличка внутреннего или внешнего происхождения подвергается цензуре. Таблички прочитываются. И если в них хоть одно слово чужое или в своем слове стоит не та буква, дается команда, и табличка выкидывается из машины. Это правило строжайше соблюдается, так как оно жизненно обусловлено. Чуждая информация может вывести из строя важную часть или всю машину.
Что будет, если в каналы связи машины ввести информацию, записанную китайскими иероглифами.
— Следовательно, если мы искусственно введем в каналы связи машины табличку с любыми из ее ста слов, эту табличку цензура пропустит?
— Конечно.
— А если с отдельными буквами, не сложенными в слова?
— Тоже пропустит. Ведь чужая информация не проникает. Если на табличке ничего не будет записано, ее тоже не выбросят. Она не представит опасности и может быть использована для собственных записей.
— Ну а если ввести в машину, минуя естественный путь, табличку, записи на которой сделаны не латинским шрифтом, а китайскими иероглифами? Пропустит ее цензура или отдаст команду, и машина ее выбросит? Заподозрит ли она какой–либо смысл в иероглифах или решит, что табличка пустая?
Мы говорим о некой машинной модели живого существа, обладающего иммунитетом. Прототипы этой машины — мы с вами и все другие обитатели планеты Земля: и птицы, и земноводные, и рыбы. Слова — это основной жизненный субстрат. Для всего живого на Земле таким субстратом являются белки. Сто слов — это сто условных белков живого организма. Буквы, из которых складываются слова, — аминокислоты.
Самые разнообразные белки человеческого тела и тела кролика, кошки, лошади и лягушки, орла и окуня составлены из двадцати основных аминокислот — алфавита белковых слов. И как из малого количества букв алфавита складывается бесконечное число совершенно различных по смыслу слов и фраз, так из двадцати аминокислот получается бесконечное число разнообразных по форме и свойствам белковых молекул земных организмов.
