Журнал «Юный техник» - Юный техник, 2001 № 12
Почему бы не сотворить новое живое существо?
Исследователи не только теоретизировали на эту тему. Они действовали. Два года назад в журнале «Сайнс» появилась статья, в которой шла речь об «РНК-зависимой ДНК-полимеразе» и «грамположительных бактериях». Она вызвала большой интерес даже у тех, кому вообще непонятны эти термины.
Дело в том, что в статье описывались опыты над одним из самых примитивных организмов — Mycoplasma genitalium. Эти одноклеточные обитают в половых органах и легких человека. Профессор микробиологии Клайд Хатчисон и его коллеги из Университета штата Северная Каролина выяснили, что эти бактерии живут дольше, если удалить у них треть наследственной информации. Им оставляли всего 265–350 генов из имевшихся 517, а жилось им лучше!
Итак, сделали вывод журналисты, стоит взять всего две с половиной сотни генов, «свить» из них цепочку, и организм готов ожить? Почему же тогда не попытаться создать некий примитивный организм из известных химических соединений?
Ныне генетики всего мира, расшифровав геном человека, пытаются проникнуть в тайны жизни воссоздать схемы, по которым построены все живые существа. В основном ученые преследуют реальные, сугубо практические цели — например, пытаются синтезировать новые лекарства. Но именно эти проекты опрокидывают наши привычные представления.
В телесериале «Секретные материалы» не так давно показали такой эпизод. Обнаружена таинственная жидкость. Она придает людям нечеловеческие силы.
Ее исследуют и тут же поднимают тревогу: у жидкости есть своя ДНК, и состоит она из трех пар азотистых оснований. А во всех земных организмах двойная спираль ДНК составлена из двух углеродных комплементарных пар.
«Это — не из нашего мира! — заявили эксперты. — Это — внеземное вещество».
Самое интересное, что данный эпизод основан на реальных работах! Калифорнийские исследователи пытаются встроить третью пару азотистых оснований в ДНК некоторых бактерий. По словам упомянутого уже Хатчисона, это открывает невероятные возможности. С помощью лишней пары азотистых оснований можно получить протеины, которые смогут целенаправленно атаковать раковые клетки.
Что напишут новым алфавитом?В некоторых лабораториях новые организмы создают на экране компьютера, чтобы понять тайные механизмы жизни. Так, японские ученые придумали виртуальную клетку, что содержит всего 127 генов.
У нее есть своя мембрана, отделяющая ее от внешнего мира. Правда, клетка не может делиться и живет лишь в виртуальном, но питательном растворе. С помощью этой модели ученые пытаются выяснить, как гены управляют протеинами.
Другие ученые заняты созданием программ которые облегчают синтез ДНК и сведут его к быстрому перебору вариантов. Достаточно будет ввести в машину лишь список свойств, которыми должен обладать организм, и она сама автоматически составит его ДНК, говорит американский профессор Глен Эванс.
Это открывает неслыханные возможности. С расшифровкой геномов в распоряжении ученых появляются кубики, из которых уже хочется попробовать сложить новые живые фигуры, еще не населявшие планету. А появление «машин для синтеза ДНК» будет означать, что планету можно будет населить этими существами.
Кого же призовут к жизни создатели генетического алфавита? Возможно, на свет появятся микроорганизмы, готовые питаться радиоактивными отходами, словно травой на лугах. Другие микробы примутся расщеплять молекулы воды, добывая водород — источник энергии будущего.
Примерно понятны и дальнейшие манипуляции. Первые искусственные гены внедрят в клетки, из которых заранее удалена ДНК. Потом клетки поместят в питательный раствор. Если появится белая слизь, это будет означать, что клеточная культура растет, поглощает пищу, выделяет вредные вещества — словом, живет. «На этот раз, — отмечает Хатчисон, — мы обойдемся без молний»…
По словам его коллеги, Глена Эванса, ученые не ограничатся одними лишь микробами: «Уже через двадцать лет мы научимся кроить из имеющегося материала даже сложные жизненные формы — вроде червей. А предположительно лет через 50–75 сумеем сотворить из простых химикатов и человека».
Художник Ю.САРАФАНОВ
Собратья по разуму?Пока одни исследователи занимаются проблемами синтеза, так сказать, биологической плоти, другие задумались о том, как можно воссоздать разум. И если еще полвека назад о создании искусственного интеллекта рассуждали только писатели-фантасты, то ныне, похоже, фантазии становятся былью — в лабораториях Англии, Германии и США получены первые интеллектуальные компьютерные существа.
Пионерами в создании виртуальных существ, известных ныне под названием «норны», были сотрудники лаборатории «Сэйвер лайф» при Кембриджском университете. Один из них, Гоби Симеон, так прокомментировал достигнутое в 1999 году: «Мы смоделировали на компьютере все основные биологические функции живого организма в том виде, в каком они существуют в природе. Получилось виртуальное создание, ведущее себя как реальное живое существо».
Правда, сходство здесь не столько «внешнее», сколько «внутреннее»: «норны» оснащены так называемыми цифровыми генами для передачи «наследственной» информации. В реальности, как уже говорилось, эти процессы осуществляются посредством аденина, гуанина, цитозина и тимина. В виртуале оказалось достаточно двух цифр: нуля и единицы.
И такая «искусственная жизнь», похоже, имеет серьезные перспективы. Во-первых, метод создания цифровых генов, получивших в науке название генетического программирования, вполне может быть дополнен принципом естественного отбора. Тогда программа-норн заживет жизнью, организованной по реальным биологическим законам. Специалисты утверждают: сходство настолько разительное, что грань между подлинной жизнью и жизнью виртуальной исчезает. Ведь виртуальные создания умеют не только отвечать на вопросы, но даже рассказывать анекдоты и флиртовать.
«В «психике» норна эмоциям отводится важная роль — они во многом ответственны за принятие решений», — поясняет Георг Витман, профессор университета в городе Саарбрюккене. По его мнению, живое существо ведет себя в каждый конкретный момент так, а не иначе, потому что испытывает страх, гнев или усталость. Так же ведет себя и норн. Он состоит из огромного количества подпрограмм, отвечающих за эмоции, и сам решает, какая из них будет активирована в данный момент. Этот выбор определяет одновременно и разумность норна, и его эмоциональность.
Уже сейчас программисты в союзе с биологами могут пустить норна в свободное плавание по просторам кибержизни. Такие свободные интеллектуалы могут оказаться весьма полезными в прикладном смысле.
Например, норнов запускали в некий виртуальный универмаг, на полках которого периодически появляются новые товары, и они должны были сами решить, какой товар им нравится, а какой нет. Оказалось, что получаемые при этом прогнозные оценки довольно часто совпадают с реальными пожеланиями настоящих покупателей.
Еще одна сфера применения цифровых существ — Интернет. До сих пор проблема всех поисковых систем, от англоязычной Альтависты до русскоязычного Яндекса, состояла в невозможности отделить ценные сведения от информационного хлама. Норны способны оценивать качество найденных сообщений.
Куда поведет дальнейшее развитие этого проекта, предсказать трудно. Скептики предостерегают об опасностях. В ответ на прямой вопрос о том, не окажутся ли виртуальные существа врагами человечества, профессор Аугсбургского университета Клаус Майсер признается: «Это вполне возможно. Ведь эволюция — открытый, никем не контролируемый процесс. В этом и состоит его ценность. И не исключено, что норны превратятся в настоящих монстров — например, в высокоинтеллектуальные компьютерные вирусы. И тогда с этими виртуальными гениями будет бороться чрезвычайно сложно»…
А «игра в жизнь» с биологическими, не виртуальными объектами вполне может обернуться созданием настоящих болезнетворных вирусов, против которых не будет защиты.
По словам Эванса, в одном из опытов он сумел получить цепочку из 10 000 пар азотистых оснований. Теоретически этого хватит, чтобы изготовить некий недоступный вирус. И со временем их можно будет штамповать, как бомбы, следуя лишь рецептам очередной «Поваренной книги террориста».
«Пока еще этого никто не сделал, — признает Хатчисон, — но все в руках человеческих». Так что как бы Франкенштейны XXI века действительно что-нибудь не натворили…
По материалам иностранной печати публикацию подготовил А.ВОЛКОВ
КУРЬЕР «ЮТ»
Сначала мясо, потом топливо…
