Немного науки. Часть 2.

ПРОДОЛЖЕНИЕ стр. 18 — 39

Где проходит наша эволюция?

Если свойства физической системы не меняются при каком-либо преобразовании переменных, то этому соответствует некий закон сохранения.

Эмми Нётер.

Отбросив классическую версию о происхождении человека от обезьяны — в свете последних открытий она кажется малоинтересной — зададимся вопросом: где, какими путями движется эволюционный процесс в человеческом организме, как впрочем, и в любом другом? В случае с homo sapiens велик соблазн ответить: эволюционирует разум. Но о чем говорить, если мы используем только часть своих возможностей, унося "в мир иной" колоссальные ресурсы, о которых дают слабое представление разве экзотические опыты с воздействием гипноза.

У нас и критериев разума нет: в наше время любой школьник знает, что материя состоит из атомов, но ведь он не интеллектуальнее же автора поэмы "О природе вещей" Лукреция Карра, высказавшего такую гипотезу. В общем, речь может идти о накоплении знаний, но не о степени человеческого развития, ибо неизвестного художника, расписавшего пещеру доисторической эпохи, можно сравнивать с Рафаэлем, а изобретателя колеса, например, с создателем первых ракет С.Королевым.

Поставленный вопрос сопряжен с другим: как нам удается сохранить свою форму в нашем вечно меняющемся мире? Нетрудно догадаться, что древний римлянин, пивший воду из свинцовых водопроводных труб, житель средневекового города, исповедовавший навязанный церковью тех времен принцип "чем чище тело, тем грязнее душа", человек начала эпохи научно-технического прогресса и наш современник по-разному болели, старились и отличались разной продолжительностью жизни. Достаточно поверхностного знакомства с летописями, художественной литературой и произведениями искусства, чтобы в этом убедиться. В наше время женщину лет 36-38 никто уже не назовет "простой, но милой старушкой", как мать пушкинской героини Татьяны Лариной, да и живем мы, сохраняя работоспособность, гораздо дольше, чем наши предшественники даже в XIX столетии.

Это догадки. Есть ли научные факты, подтверждающие появление новых характеристик нашего организма на клеточном уровне? Конечно, но медицина, к сожалению, не придает им значения, хотя они говорят о многом. В конце XIX — начале XX столетий сочинский врач Н. Шульц обработал 300 тысяч анализов крови из лабораторий, расположенных иногда на расстоянии тысячи километров одна от другой. Он наблюдал, как уменьшалось количество лейкоцитов у взрослых людей от 10-14 тысяч до 8-12, а в последующие четырнадцать лет — до 8-10 тысяч. В конце пятидесятых годов даже аппендицит не сопровождался резко выраженным лейкоцитозом: нормой стали 3-4 тысячи.

Приблизительно в то же время гематолог, профессор Токийского университета Маки Таката исследовал простую диагностическую реакцию оседания белков крови, означенную буквой Ф: ее показатели разные у женщин и одинаковые у мужчин. Перед тем, как рекомендовать реакцию Ф для массовой медицинской практики, Такката решил проверить, как влияют на ее ход разные факторы. Доктор Хаташита любезно согласился помочь коллеге — регулярно давать капли собственной крови, как рассчитывали, в течение месяца.

Девятнадцать лет пришлось Хаташита быть донором. Ибо в январе 1938 года реакция Ф "пошла вразнос" у вполне здоровых мужчин. Эпидемия новой болезни? Но исследования, как тогда было "модно", объяснили связью картины крови с извержениями на Солнце. Такая связь, несомненно, прослеживается, но проблема вряд ли объясняется только этим. "Погода" на нашем светиле была разной, но изменения характеристик крови закрепились. Параллельно в лесах вокруг промышленных городов потемнели бабочки берёзовые пяденицы: начала набирать темп эпоха научно-технического прогресса с ее неоднозначными для человеческого здоровья факторами. В свете учения Р.Леруа, де Шардена и В.Вернадского биосфера начала переходить в ноосферу.

А ведь кровь исключительно информативная ткань: она может рассказать не только о болезнях человека, но и о его вкусах, привычках и даже о способе жизни в прошлом. Каким образом за короткое время с человеком могли произойти такие существенные изменения? За этим кроется какой-то закон, общий для всего живого мира, следовательно, его проявления нужно искать в более доступной для практических наблюдений области.

Американские ученые супруги Д. и Д. Ландсбергеры на достаточно многочисленном материале изучали процесс приспособляемости бактерий к антибиотикам, изначально высокочувствительным к ним. Как и следовало ожидать, большая часть культуры погибала, но единичные колонии выросли. Были найдены материнские клоны, и оказалось, что к антибиотику они безразличны, то есть такая особенность в культуре предсуществовала, но проявилась в экстремальных условиях. Бактерии не приспособились к антибиотикам — произошла замена популяции на устойчивую к их воздействию.

Дальнейшие исследования супругов Ландсбергеров показали, что подобное происходит и тогда, когда на бактерии воздействуют только-только синтезированным антибиотиком. Аналогичные опыты были проведены и с колонией мушки дрозофилы, в двадцати поколениях не знавшей теплового шока: отвечающие за соответствующий белок гены начинали работать у отдельных особей, когда были созданы соответствующие условия.

Итак, здесь мы столкнулись с приспособляемостью: в популяциях идет нормальный дарвиновский отбор по отношению к какому-то фактору, что приводит к смене видовых характеристик. Именно выделение отдельных признаков из общей картины наследственности сделало Менделя отцом генетики. Такой способ мышления многое бы прояснил и в ситуации с человеческим организмом: ведь любая наша ткань — это биоценоз, где идет дарвиновский отбор на какую-то конкретную характеристику, предсуществующую, ибо когда-то жизнь уже сталкивалась с причиной, ее породившей, и память об этом отложилась в геноме.

Опыты супругов Ландсбергеров стали яркой иллюстрацией одного из специфических законов, стоящих на страже жизни. Его сформулировал П. Анохин, назвав "законом опережающего отражения": эволюция отбирает все, что поставлено на ее поток, по отношеннию не к нынешнему времени, а к будущему, закрепляя в отдельных особях особо удачные способы ответов на вызовы окружающей среды, чтобы в час X, благодаря изменению видовых характеристик, популяция смогла выжить.

С ним тесно сопряжен закон генетической неповторимости всего сущего, еще раньше сформулированный В.Вернадским: чем большая разница между составляющими любой живой системы, тем больше шансов на ее выживание. Обеспечивают этот закон антигены тканевой совместимости, расположенные на наружной мембране всех ядросодержащих клеток организма. Их условно назвали HLA-белками (от Hiytocompatibility — тканевая совместимость).

Продукция контролируется многими генами (у мыши таких свыше 500, и у каждого есть разновидности — аллели). Отличие донора от реципиента даже по одному аллелю обрекает трансплантат на отторжение. Как пишет классик иммунологии В. Говалло, число возможных сочетаний из аллелей намного превышает число людей, когда-либо живших на планете, а это значит, что опять-таки мы сталкиваемся с "пространством свободы", на котором будут реализованы клеточные характеристики человека будущего. Мы еще вернемся к этой теме, а пока отметим, что предельно полиморфная система HLA является инструментом эволюционного процесса, проявляющегося в постоянном приспособлении организма к особенностям нашего, неотделимого от времени пространства. Если существует, образно говоря, материальный посредник между внутренним миром клетки и миром внешним, то он обязательно должен быть связан с этим фактором.

Как и все рецепторы, HLA нестабильны. Они могут Исчезать из мембраны и вновь реконструироваться, могут "соскользнуть" в межклеточное пространство, а потом оказаться в жидкостях организма: поте, слюне, моче... Это свидетельствует о том, что мы не только берем какую-то информацию из окружающего мира, но и отдаем нечто приобретенное в процессе взаимодействия с ним.

Генам, кодирующим HLA, свойственно и внутреннее перераспределение, что значительно увеличивает разнообразие возможных вариантов. Эти рецепторы — своеобразная "визитная карточка", после предъявления которой следует обмен клеточными сигналами. Отсутствие такой карточки прерывает цепочку передачи, и клетка уничтожается собственными лейкоцитами. То же происходит, когда в организм попадают несхожие по маркерам клетки. Одно из интереснейших открытий французского ученого Ж. Доссе, исследовавшего лейкоцитарные антигены человека, было сделано при сопоставлении антител к лейкоцитам у беременных женщин и реципиентов с пересаженной почкой: они оказались идентичными. Нетрудно догадаться, почему: ведь плод генетически наполовину чужой, что проявляется токсикозом беременных. Но возникает второй вопрос: какой фактор преодолевает барьер из HIA, почему в большинстве случаев беременность завершается родами? К этому вопросу мы опять-таки вернемся.

Итак, кроме генетического кода, имеем еще один "алфавит", единый для всего человечества. Его буквами закон генетической неповторимости вписывает каждого из нас в космический процесс создания на Земле жизни до ее вершины: homo sapiens. Это причина, почему представители разных рас болеют разными болезнями, а если и одинаковыми, то они по-разному у них протекают. Этому есть множество исторических свидетельств: так, Фукидид (около 400 лет до н.э.) писал в своей "Истории", что во времена Пелопонесской войны эпидемия чумы поразила афинскую армию, но пощадила их противников-спартанцев. Так же и корь, занесенная конкистадорами в Южную Америку, крайне тяжело переносилась местным населением, которое не страдало от тяжелой лихорадки, в отличие от испанских завоевателей. Чума, унесшая в средние века около ста тысяч жизней, тоже падала "пятнами": случалось, жители целых городов выживали, в то время как окружающие села вымирали.

Каков механизм генетической обусловленности болезни? Опять-таки мы вернемся и к этому вопросу, он достоин отдельного исследования. Пока что важно помнить, что подозреваемый в развитии синдрома приобретенного дефицита ВИЧ ассоциирован с белками группы HLA, следовательно, его взаимодействие с организмом всегда индивидуально.

Итак, предсуществование в популяции определенных признаков — причина сопряженных с ходом времени изменений клеточных характеристик организма. Но выведение на поверхность второстепенных признаков с последующим их повторением при размножении — процесс слишком медленный, растянутый — по недавним убеждениям — не меньше, чем на 20 поколений. Это действенно в случае с бактериями, но в случае с высшими организмами — нет: здесь энергетически выгоднее ввести готовый носитель информации.

Определенность неопределенности

Из всех услуг, которые могут быть оказаны науке, введение новых идей самая важная...

Дж.Дж. Томпсон.

В 1985 году Наталия Околитенко поспорила со своим рецензентом А. Гродзинским, предлагавшим в рукописи научно-художественной книги "Часы жизни" снять размышления об ускорении эволюционного процесса.

— Необходимо, чтобы провернулось не меньше двадцати поколений! — утверждал Андрей Михайлович.

— Но как же тогда мы успели приспособиться к "перехлестам" научно-технического прогресса? — отчаянно возражала автор, косясь на лежавшую на столе авторитетного академика чью-то рукопись с весьма жесткой резолюцией.

И мне так будет за строптивость", — думала. Но рецензии удостоилась самой положительной, а на полях рукописи возле спорного момента прочитала: "А ведь вы, пожалуй, правы". Как и всякий настоящий ученый, Андрей Михайлович любил полемику и выше всего ценил обретаемую в ней научную истину.

Суть же ее в том, что любой фактор — радиация, химические вещества, электромагнитные, акустические и прочие поля в природе вещей нашего мира, а, следовательно, в геноме отложена и память о способе противодействовать этому фактору. Опыты супругов Ландсбергеров показали, что реальность только "вытаскивает на поверхность" то, что существует в потенции, и приспосабливаться приходится не к самому явлению, а к той грани, за которой его количество переходит в опасное для жизни качество.

Однако естественного отбора в пределах популяции с последующей хромосомной перестройкой, в результате которой участки генов повторяются, создавая возможность для формирования новых генов (тут стоит вспомнить общебиологические принципы, сформулированные Н.Тимофеевым-Ресовским), недостаточно для успешной адаптации организма к окружающей среде. Согласно закону сохранения энергии должен действовать и механизм "внедрения готового передового опыта".

В 1951 году к этому пришла американка Барбара Мак-Клинтон: наблюдая за изменением цвета зерен в кукурузном початке, она сделала вывод, что в ДНК есть генетические элементы, способные по ней перемещаться. Встреченное скептически современниками, это открытие в 1984 году было удостоено Нобелевской премии. Позже был выявлен еще один класс мобильных носителей наследственной информации — транспозоны. Это явление имеет уже самое прямое отношение к медицинской практике, ведь объясняет, каким образом резистентные к каким-то антибиотикам штаммы, возникшие в одном из клинических отделений, быстро распространяются по всему стационару, а оттуда — по региону и далее.

На это, в частности, обращает внимание директор НИИ антимикробной химиотерапии Смоленской государственной медицинской академии, доктор медицинских наук Владимир Покровский. А вот что пишет по поводу нынешней ситуации в микромире доктор биологических наук, профессор Московского государственного научно-исследовательского института генетики и селекции промышленных организмов В. Крылов:

"Система защиты населения от бактериальных инфекций, основанная на вакцинации и антибиотиках, постепенно, но неуклонно теряет свою эффективность. Причина в том, что появились инфекционные бактерии нового типа, множественно-устойчивые к лекарствам, на которые старые антибиотики не действуют, а новые перестают действовать спустя короткое время. Это не просто мутанты бактерий, в их геноме есть особый элемент — интегрон, участок, способный внедряться в ДНК бактерий (или во внехромосомную молекулу ДНК — плазмиду) и перемещаться с места на место. В этот мобильный генетический элемент встроены наборы (кассеты) генов, причем каждая кассета определяет устойчивость к тому или иному антибиотику или другому неблагоприятному для бактерий фактору внешней среды. А поскольку бактериальные клетки могут обмениваться плазмидами, вероятность появления устойчивых бактерий ока-ывается во много раз выше, нежели если бы такие бактерии возникали только в результате случайных мутаций".

Вот уж точно! Вопрос о случайных мутациях вообще нужно снимать по той причине, что на нашей планете все случайности изначально загнаны в "каналы информации" — их-то и нужно искать. Как известно, атомы пребывают в броуновском движении, тем не менее, из древесины можно делать вполне стабильные изделия благодаря тому, что ее атомы разлетаются по разным траекториям. Понятие "хаотический" принято считать синонимом "стохастического", но это глубоко ошибочно. Кстати, в переводе с греческого слово "хаос" означает "бездна", а "стохастос" — "догадливый, предвидящий". Неповторимость всего сущего, обеспечивающая внешнюю стабильность формы, начинается по крайней мере с электронов (а, возможно, и раньше), в каждом атоме движущихся по разным орбитам.

Атомы "догадливы", ибо благодаря особенностям своей электронной конфигурации "предвидят" траекторию разлетания, гарантирующую стабильность формы предмета, в молекулы которого они входят. Естественно, пока не исчерпаются запасы внутренней энергии.

Итак, в хаос заложено организующее начало, и это не что иное, как закон неповторимости всего сущего. Сформулированный В. Вернадским как закон генетической неповторимости, он, несомненно, является таким же базовым законом, как и начала термодинамики. Мир удерживается в равновесии благодаря двум тенденциям: неповторимости всего сущего и неопределенности поведения каждой составляющей системы на всех уровнях ее организации, начиная с электронного. Сохранение организации можно постулировать как проявление разума на уровне фундамента всех явлений нашего мира. Но его системы взаимодействуют еще и со временем — и здесь проходит грань между жизнью и нежизнью, обусловленная разными способами восприятия энергии.

Неживая система и ее окружение сами по себе приближаются к состоянию максимальной неупорядоченности, проще говоря — разрушаются, причем бесповоротно: свою организацию будущему они передавать не могут:

Но в живом мире все иначе! Яйцо, из которого должен вылупиться цыпленок, информативнее, но сам цыпленок — очень сложная система по сравнению с яйцом — когда вырастет, обеспечит передачу своей организации в будущее.

Под таким углом зрения становится понятно, что горизонтальный разнос генов — это способ распространения на все сущее каких-то изначально существующих в популяции и соответствующих реальному времени носителей информации — действенный механизм введения ее в "канал", обеспечивающий продолжение жизни.

Итак: имеем "мобильные, диспергирующие, имеющие много копий" гены, открытые Барбарой Мак-Клинтон, в обиходе названные "прыгающими"; имеем транспозоны — открытый позже класс мобильных носителей наследственной информации, которые, перенесенные из одного участка в другой, изменяют фенотипические признаки организма. Позже оказалось, что большинство транспозонов — это ретротранспозоны.

Итак, из внешней среды приходит ретровирус, названный ВИЧ, вроде бы угрожая человечеству неслыханными эпидемиями, приходит, чтобы внедриться в ДНК, где уже обосновалось огромное количество его собратьев — внутренних, или эндогенных вирусов, которые, как мы увидим дальше, так же необходимы клетке, как и действующие гены... Пока что остановимся на этом.

Микроорганизмы, благодаря наличию в клетке плазмид с носителями информации о самых неожиданных признаках — сопротивлении антибиотикам, тяжелым металлам, радиации, развитию способности у поверхностных антигенов к обмену генетическим материалом, — захватывают недоступную для других экологическую нишу, приобретая способность сопротивляться вредному фактору, либо включать в свой обмен веществ редкие источники углерода, азота или микроэлементов. При изменении среды наличие плазмид, как показали исследования, обеспечивает выживание не только отдельного микроорганизма, но и целой популяции. Теперь в электронном микроскопе можно увидеть, как две бактерии подходят друг к другу, стенка одной выпячивается, из нее выскальзывает плазмида с носителями информации, необходимыми первой бактерии. — Одна живая система дала сигнал о помощи и получила ее.

Очевидно, именно через накопление плазмид осуществляется закон опережающего отражения. Но откуда они берутся? " Здесь стоит обратиться к сущностям, чью "моральную репутацию" медицина берет под сомнение — вирусам, особенно ретровирусам, из которых — по крайней мере так задекларировано — досконально изучен ВИЧ. Изучен ли и правильно ли понята его миссия? Действительно ли он нечто прежде невиданное, или же наука просто подошла к основоположному закону нашего мира и в растерянности остановилась, не решаясь переступить его порог?

Во второй части этой книги мы вернемся к способам обогащения эукариотического генома тем, что известный вирусолог В.Жданов назвал "передовым опытом биосферы". Пока же обращаем внимание на то, что науке уже не раз приходилось преодолевать психологические барьеры, порожденные разными подходами к одному и тому же явлению. Вот один из свежих примеров.

К середине прошлого столетия сформировалось представление о ферментах, как об особых веществах, способных регулировать химические реакции, мгновенно обеспечивая результат, который в промышленных условиях достигается при высоких температуре и давлении. Мишенью действия ферментов считались белки, к тому времени тоже достаточно хорошо изученные. Но свести к единству эти две субстанции, преодолев представление о природных катализаторах обменных процессов как о свободных, как бы разбросанных в "клеточной мастерской инструментах", не удавалось, даже установки на такие исследования в науке не было.

В частности, длительное время были разделены пропастью два интегральных компонента процесса мышечного сокращения: химические реакции, служащие источником энергии, и механическая структура, эту энергию воспринимающая и трансформирующая ее в работу. Дальше допущения, что фермент, расщепляющий носитель энергии — аденозинтрифосфат, — пространственно как-то ассоциирован с мышечным материалом — миозином — дело не шло.

И поскольку психологическая установка была направлена на поиски чего-то исчезающе малого, то фермент все более становился мистической абстракцией, пока... Впрочем, предоставим слово автору очередного "колумбова яйца", удачной догадкой изменившему ситуацию в науке, — В. Энгельгардту:

"Мы как бы извлекли из мусорного ведра ту плотную массу, тот нерастворимый остаток мышечной кашицы, который всеми прежними исследователями химической динамики мышцы просто выбрасывался, как не представляющий интереса, и тут обнаружился тот фермент, которому по праву можно приписать ключевую роль при осуществлении биологической функции, выполняемой мышцей".

Результаты исследований В.Энгельгардта многим показались чересчур неожиданными, и по этому поводу ученый шутил, что его научная репутация держится на ниточке миозинового волокна.

Итак, носителем регуляторной функции оказался сам белок, пребывающий в рабочем состоянии. Авторы этой книги — люди ни от кого не зависящие, тоже бояться не собираются, а потому обращают внимание на тот факт, что, попадая в клетку с собственными ферментами, ретровирусы вносят адекватную временной ситуации упорядоченность, которая интегрируется в упорядоченность клеточной ДНК. Благодаря этому на нашей планете эволюционирует жизнь.

"На ниточке" держится репутация любого ученого, осмелившегося бросить вызов устоявшемуся мнению. Но только так и делаются открытия. Кстати стоит вспомнить, что нынешняя научная эпоха началась не с титулованных академиков — им открытие микроскопа показалось несолидным, а с любознательных людей, которые не боялись за свою репутацию.

Вне времени не живет никто

Также и времени нет самого по себе, но предметы Сами ведут к ощущенью того, что в веках совершалось. Что происходит теперь и что воспоследствует позже И неизбежно признать, что никем ощущаться не может Время само по себе, вне движения тел и покоя.

Л. Карр.

С открытием сопряженной с функцией структуры ДНК в экспериментально-биологическое мышление проник принцип трехмерности, где пространство выступает как важнейший участник действия. Все более становится понятно, что новую информацию, ведущую к изменению процессов обмена веществ в клетке, порождает любое изменение конфигурации органических молекул.

Но структурная организация жизни, как писал В.Энгельгардт, не исчерпывает ее специфику: к фактору нашего трехмерного пространства необходимо добавить четвертый — время, и это объяснит многое. Ближе всего к этой идее, как ни странно, подошел астроном Н. Козырев, высказавшийся так: "Что собой представляет время, до сих пор не известно. В физике по этому вопросу существуют смутные соображения... Теперь мы пришли к заключению, что время имеет активные свойства. Время является активным участником мироздания, проявляющим себя во всей Вселенной". Именно введение категории времени как реального участника клеточных событий позволило авторам этой книги создать оригинальную гипотезу канцерогенеза, изложенную в монографии "Рак — ошибка формообразования: где? когда? почему? как?".

Ведь очевидно же, что человек рождается, взрослеет, стареет и умирает. Так же очевидно, что материя привязана ко времени, а время проявляется через события в материальном мире. Как ни странно, в плане осознания времени нынешняя биология недалеко ушла от мысли Блаженного Августина: "Итак, в тебе, душа моя, измеряю я времена... и когда измеряю их, то измеряю не самые предметы, которые проходили и прошли уже безвозвратно, а те впечатления, которые они произвели на тебя". Речь идет об отражении времени.

А вот образец такого мышления в нашу эпоху, предлагаемый главным редактором Интернет-издания "ВИЧ/СПИД в Украине" М. Супотницким: "Нам нужно ясно понимать, что ретроэлементы генома клетки, вирусы, бактерии и одноклеточные организмы бессмертны, так как они либо копируются с матрицы, либо размножаются делением. В отличие от нас, они не знают смерти как разделения пространства и времени. Процессы, в которых они участвуют, идут вне нашего ощущения времени (год, месяц, неделя, час, минута и т.п.) и вне зависимости от продолжительности существования отдельных видов живых существ, всегда являющихся для ретровирусов и ретроэлементов генома промежуточными хозяевами.

Поэтому нет смысла обманывать себя терминами, отражающими наше понимание времени, когда речь идет о процессах, в которых участвуют ретроэлементы и ретровирусы" "(Ретровирусы и ретроэлементы человека в эволюционном вепекте" — www.supotnitskiy.ru). Прежде всего, бросается в глаза небрежность в терминах и понятиях, свойственная, увы, не только цитированному автору.

Ретротранспозоны интегрированы в ДНК, и вырывать их из ее контекста значит проявить непонимание самой сути жизни, а к одноклеточным организмам принадлежит и вольвакс, "изобретший" смерть. Но самое странное то, что ученый всерьез считает преимуществом вирусов их неспособность к "ощущению" времени, то есть к "впечатлениям от связанных со временем событий". Для них, видите ли, "нет ни дня, ни ночи...".

И вот на такой логической нелепости редактор интернет-издания накручивает страсти по поводу жуткой перспективы, которая ожидает человечество. Оказывается, сущности, представляющие после попадания в клетку несколько "чистых генов", создавали иммунную систему позвоночных "сотни миллионов лет тому назад для собственного размножения", ВИЧ "запускает процесс, противоположный эволюционному, и для иммунной системы человека, по сути, это откат на 600 млн. лет назад к иммунной системе первых многоклеточных организмов".

Надо же! Интересно, где не имеющий собственного обмена веществ ретровирус берет столько энергии? Нам, высокоорганизованным, с нашими АТФ-АДФ-превращениями в митохондриях и года жизни не удается назад "откатать"... Но какое отношение подобные "страшилки" имеют к науке?

"Отсутствие иммунной прослойки среди населения и передача между хозяевами половым путем являются причиной того, что в бесконечно больших панмиксных популяциях хозяина продолжительность эпидемического (пандемического) процесса может соответствовать продолжительности его существования как биологического вида".

"В стадии развития эпидемии возбудитель болезни выходит за пределы группы риска. Инфицирование им населения становится всеобщим. Основной путь передачи — половой, основной контингент инфицированных — семейные гетеросексуальные пары и их дети".

Как один из вариантов событий М.Супотницкий предвидит борьбу на уровне генома человека "как проявление соперничества ретровирусов между собой и теми мобильными элементами хромосом, которые играют роль "защитных экранов" генома от таких паразитов".

При этом базовое, по сути, положение о роли ретровирусов как защитного экрана от паразитов ничем не обосновывается: принимайте как постулат — и все тут. После такой гипотезы одно остается — выразить надежду, что "победят" все-таки ретроэлементы, хотя не понятно, что они собой представляют, откуда берутся и каким образом получают возможность действовать самостоятельно. В общем, крепитесь духом, родименькие "прыгающие гены", выручайте!

Да, открытия последних лет, обрушившиеся на явно не готовое к такому повороту событий научное мышление, заставили осмысливать природу в категориях добра и зла. Но не слишком ли это облегченный вариант объяснения связанных с медициной явлений? Ведь на таких, более чем шатких теориях, строится дорогостоящая и, как мы увидим дальше, весьма опасная для человеческого здоровья практика.

После статей М.Супотницкого одно остается: пожелать как можно скорее всем "зачумиться", чтоб спокойно жить на своей планете среди себе подобных. А пока что "ВИЧеносцам", объявленным источником огромной опасности для всего человечества, не позавидуешь. Нагнетаемые страсти вокруг ВИЧ/СПИДа показывают, до какого абсурда можно довести отождествление способности к отражению времени, свойственной наделенным психикой существам, с потоком информационных событий, через который проявляется время, захватывающем все в нашем мире.

Да, вирусы, как высказалась героиня Грибоедова "Горе от ума", "часов не наблюдают". Но чтобы жить вне времени, нужно время отделить от пространства, такое же в нашем вещественном мире неизвестно. Зато имеем неопровержимое: человек рождается с одним типом тканей, а проходит жизненный путь и умирает с совершенно другим. Это значит, что структурно оставаясь теми же, белки постоянно меняют свои характеристики, взаимодействия с фактором времени.

Но время, повторяем, проявляется в непрерывной череде информационных событий, а информация всегда привязана к материальному субстрату. Привносимой из родовой вечности (относительной, конечно) записанной в ДНК информации недостаточно для развития живой системы, ибо мы находимся в мире, где, как показали опыты с органическими коллоидами, проведенные Дж. Пиккарди и повторенные во многих лабораториях мира от Пиренейского полуострова до Мадагаскара, каждая секунда оставляет след на веществе, вовлеченном в игру жизни.

Даже в клетках, которые не делятся, все молекулы заменяются многократно. В человеческом организме единственное место, где находятся волокна, заложенные еще в эмбриональный период, — это сердцевина глазного хрусталика с кристалликами, но и там показатели разницы преломления между ранними типами кристалликов и более поздними различны, и это позволяет избавить орган зрения от оптических аберраций, свойственных простым стеклянным линзам. Любая клетка, любая органическая молекула подлежит временному развитию — никогда в ней не прекращается обмен группами атомов в белках. Эритроциты человека ядер не имеют, но как чутко реагируют они на все изменения в окружающем мире, в частности, на космическое излучение и на магнитные бури.

Вне времени не живет никто и ничто.

Предвидеть все, что произойдет, невозможно, а, следовательно, должен быть датчик реального времени. Но почему наука не ставит так вопрос и не ищет этот фактор? Очевидно, виной тому опять-таки психологический барьер. Нечто подобное довлело над разумами в эпоху преформизма, когда ученые мужи на полном серьезе подсчитывали, сколько зародышей могло быть заложено в праматерь Еву, не смущаясь тем, что их расчеты превращаются в математический абсурд бесконечно малых величин.

Но таким энергетически затратным путем природа пойти не могла. Вместо готовых форм в гаметы заложена информационная запись их структуры — перфокарта, обеспечивающая структурогенез с возможностью бесконечно разнообразить морфогенез, приспосабливая его к изменяющимся условиям окружающего мира.

Энергетически выгодно, чтобы "перфокарта времени" тоже пришла извне, чтобы, локально изменив направление каких-то процессов, интегрировать их в общий обмен веществ. В этом и заключается природная миссия вирусов, прежде всего РНК-содержащих. Отсюда необычность их строения и поведения. В чем же она заключается?

Вирусы рождаются заново

Зная о том, что такое один и зная, что один и один составляют два, мы еще не знаем всего, что такое два, ибо тут добавляется еще какое-то "И", и необходимо узнать, что этот элемент "И" вносит с собою.

Л. Берталанфи.

Признаком живой системы является состояние, которое можно определить как динамическая организованность. В этом смысле окруженная защитной мембраной вирусная частица является живой, хотя и пребывает в инертном, в отличие от других форм жизни, состоянии. О выходе из этого состояния можно говорить, когда вирус попадает в клетку-хозяина: тогда с ним что-то начинает происходить. Но чтобы такое случилось, вирус сначала должен избавиться от своей организованности, оставив защитную мембрану на клеточной оболочке и став генетическим материалом, подобным которому в клетке очень много.

"Вирусы — это нечто вроде чистых генов", — так высказался в начале пятидесятых годов Дж.Уотсон, повторяя мысль своего учителя О.Луриа. Процитируем также мнение авторов фундаментальной книги "Молекулярная биология клетки" Б.Альбертса, Д.Брея, Дж.Льюиса, М.Реффа, К.Робертса, Дж.Уотсона: "Обладая уникальной способностью к переносу ДНК через видовые барьеры, вирусы, почти несомненно, играли важную роль в эволюции других организмов. Большинство вирусов часто вступает в рекомбинацию с хромосомами клеток-хозяев, захватывает случайные куски хромосом и переносит их в другие клетки или другие организмы. Кроме того, включившиеся в геном хозяина (интегрированные) копии вирусной ДНК (провирусы) становятся постоянными компонентами генома у большей части организмов. И хотя эта ДНК часто видоизменяется так, что способность образовывать полноценный вирус у нее утрачивается, она все еще может кодировать белки, причем некоторые из них".

"Вирусы размножаются" — нередко можно прочитать в медицинских инструкциях. Но вирусы не размножаются — они репродуцируются. В чем разница?

В основе размножения любых клеточных организмов лежит матричный синтез: из смеси нуклеотидов и аминокислот образуются химические структуры молекул соответствующих полимеров — порядок из термодинамического хаоса. Дальше в клетках прокариотов (бактерий) и некоторых одноклеточных эукариотов происходит удвоение генетической информации, распределение ее копий между потенциальными потомками, после чего клетка делится пополам, давая две дочерние, от материнской почти неотличимые. По такой схеме (митоз) из одной яйцеклетки развиваются многоклеточные существа, а затем ремонтируются все их ткани.

Возможно ли в таком случае возникновение новых признаков? Только вследствие случайных мутаций и, хоть относительно "чистый" геном прокариота очень лабилен, выживание вида часто обеспечивается за счет выживания какой-то особи, наделенной признаком, соответствующим изменившейся среде обитания, как это мы видим в опытах супругов Ландсбергеров со стойкими к антибиотикам бактериями. Ускоренный дарвиновский отбор — слишком дорогая цена за выведение на поверхность жизни предсуществующих в популяции признаков, адекватных конкретной временной ситуации.

Поэтому некоторым бактериям свойственна конъюгация — однонаправленный перенос генетического материала, повышающий их наследственную изменчивость. Перенос генов донорской хромосомы обычно сопровождается рекомбинацией с хромосомными генами реципиента, уменьшающейся по мере увеличения расстояния от начальной точки переноса, и величина переносимого фрагмента определяется временем контакта клеток: процесс, хорошо отслеживаемый в поле электронного микроскопа. Эта особенность используется для построения генетических карт бактерий, где расстояние между генами выражается не в процентах рекомбинации, а в минутах.

У многоклеточных организмов каждой жизненной функции соответствует свой тип клеток. Гаметы, у которых одинарный набор хромосом, сливаясь, дают зиготу — клетку, вследствие деления которой образуется новый организм с двойным набором хромосом. Здесь — возможности для появления целого калейдоскопа признаков — и от матери, и от отца, и от обоих сразу: поэтому дети не могут быть копиями своих родителей. Дополнительная перетасовка генов происходит при образовании гамет, когда хромосомы не только расходятся, но и обмениваются своими частями. В общем, природа всеми способами обеспечивает биологическое разнообразие, являющееся гарантией выживания любого вида. И в случае одноклеточных, и в случае многоклеточных организмов можно говорить о преемственности характеристик и о передаче поколениям своей формы.

Кроме того, как мы знаем, есть еще один закон — опережающего отражения, благодаря которому в популяции предсуществуют признаки, могущие когда-нибудь потребоваться для ее выживания. Они должны возникнуть заблаговременно в каких-то особях, локально подвергшихся воздействию какого-то фактора, — и отложиться в генетическом аппарате на неопределенное время, чтобы в случае закономерных повторений такого фактора стать достоянием целого рода. И вот здесь стоит вдуматься в то, как проявляется закон генетической неповторимости всего сущего на уровне образований, скользящих по лезвию бритвы между жизнью и нежизнью, — вирусов.

Итак, они не размножаются, а репродуцируются. Процесс раскрытия генетического кода инициирует сам генетический код — вирусная нуклеиновая кислота. И образуются не "отцы и дети", а "братья и сестры": акт репродукции для вируса, вписывающего свою информацию в ДНК клетки-хозяина — это фактически смерть без права повторить себя в потомстве.

Для вирусов невозможно создать эволюционное древо: они — как кусты, не связанные друг с другом. Отношение клетки и вируса — это всегда взаимодействие, в процессе которого образуется общий интегративный продукт, и клетка-хозяин вносит в него не меньше информации, чем сам вирус.

Стражами постоянства внутренней среды клетки являются лизосомы — нечто вроде мешочков, наполненных разнообразными ферментами. Изливаясь в вакуоли, они интенсивно перерабатывают все, что потом будет пущено "по кругу": белки (протеины) разлагаются на отдельные аминокислоты, нуклеиновые кислоты — на мономеры-нуклеотиды.

Вирусы — типичные нуклеотиды и, казалось бы, с ними должно происходить то же самое. Но не происходит! Именно лизосомы своими ферментами помогают вирусной мембране слиться с клеточной, выстилающей внутреннюю полость вакуоли. Механизм виропексиса — обычного поступления в клетку из внешней среды питательных веществ и процесс проникновения вируса на стадии освобождения вирусного генома — дополняют друг друга.

У вируса гриппа белком слияния является малая субъединица гемагглютинина — важнейшего поверхностного антигена этого вируса. В случае с ВИЧ американские ученые, напоминаем, нашли 273 белка самой клетки, помогающие этому ретровирусу проникнуть в ДНК хозяина, — и они объявлены "предателями". — На каждом шагу наша наука предпочитает "впадать в мистику", вместо того, чтобы разобраться, что же происходит на самом деле.

Клеточные события можно понять, если, отказавшись от представления о вирусах как о внутриклеточных либо генетических "паразитах", ввести фактор времени как реально действующий механизм, определив конкретного его носителя. На то, что такая постановка вопроса назрела, указывают сложности, возникающие при клонировании животных: генетической информации, заложенной в ДНК, оказывается недостаточно для развития полноценного организма. К ней нужна инструкция по использованию тех или иных генов, и она должна придти извне, ибо все живое появляется на свет не во времени вообще, а в ситуации "тут и теперь".

Именно потому так редко удается получить исусственным путем новый организм при перенесении ДНК из клетки какого-либо органа в яйцеклетку с удаленным ядром: энергетические механизмы развития уже запущены, время поработало с ДНК, и многие гены умолкли.

Каким образом такое произошло? Ответ на этот вопрос прольет свет и на осознание миссии ретровирусов как датчиков информации об особенностях окружающей среды, в которой живой системе приходится функционировать, — особенностях реального времени.

Итак, попадая в клетку, вирус избавляется от собственной организованности, образно говоря, "обезличивается". Но уходит он часто с нуклеотидной группой какого-то гена, что при крайней структурной простоте означает появление новых качеств. Да и сборка его происходит на клеточной поверхности, ибо в придачу к белковой оболочке вирусы имеют еще и липидную мембрану, идентичную мембране клетки-хозяина. Вирус, уносящий из клетки часть ее молекул (это явление изучили В. Жданов и Г.-К. Чепулис), "получает пропуск" для попадания в другие клетки.

То, что приходит в клетку, — отнюдь не то, что уходит, и уже этого достаточно, чтобы ставить вопрос о совместно выработанной информации, которая должна стать достоянием всей биосферы.

Пусть генетически стабильные "старые" вирусы приспособились "эксплуатировать" клетку в своих целях, но когда же "новые", типа ВИЧ, успели?

Итак, не является ли стратегия вируса стратегией самой клетки, нуждающейся во "временной перфокарте", приходящей из окружающего мира? Ведь вирус — это часть биологической организации клетки, а клетка — формирует биологическую организацию вируса. Да и наш мир един и неделим, и все научные дисциплины порождены исключительно стремлением облегчить задачу его познания. Бесконечно разнообразная в своих формах жизнь унифицирована на уровне фундамента, что целесообразно. В нашем мире ведется отбор новых стандартов взаимодействия со временем, и поэтому вопрос нужно ставить не о борьбе с вирусами, а о противодействии случаям, когда взаимодействие с ними может представлять опасность для организма.

Поэтому определим вирус как движущий механизм эволюционного процесса, который в силу простоты генетического аппарата первым принимает на себя вызовы времени, отвечая на них изменением видовых характеристик.

Итак, вирусы лишены "права" повторить себя в потомстве. Но они могут "родиться заново", ибо являются действующим механизмом закона генетической неповторимости всего сущего.

Но чтобы ставить вопрос о естественной миссии ретровирусов как датчиков времени для генома эукариотической клетки, как "разносчиков передового опыта биосферы", необходимо глубже понять особенности РНК-ДНК-превращений. До недавнего времени считалось, что матричная рибонуклеиновая кислота — всего лишь рабочий чертеж, снимаемый с определенного участка ДНК — с тем, что необходимо для осуществления ситуации "здесь и теперь" в живой клетке, и тем, что не нужно. Ненужное вырезается при сплайсинге и редактировании РНК, нужное — оставляется.

Может ли РНК при взаимодействии с ДНК что-то в ней изменить? Открытия последних лет дают основания для положительного ответа на этот вопрос.

Продолжение следует.

26.10.2010

Евгений Вериго, с. Дедовщина.

Подпишитесь на рассылку:

Эндогеник-01 и доктор Вериго
 

Нравится