Догадка: Жизненная сила выполняет контрольные функции

Все, что говорилось до этого, правильно с точки зрения современной биологии, а сейчас хочется предложить некие, кажущиеся антинаучными на первый взгляд, домыслы. Как биологическая система может функционировать без какой-либо схемы управления над оперативной памятью, микропроцессором или источником питания? Предполагается, что существует некая жизненная сила, которая управляет каждой молекулой. Вы думаете, что это уж чересчур, но это единственное объяснение, которое можно найти.

Давайте приведем доказательства правоты этого умозаключения. Недавно была открыта молекула белка, которая способна откорректировать код в оперативной памяти. Мы знакомы с этой функцией, она такая же, как и для ДНК. Мы имеем дело с большими объемами памяти, которая постоянно изменяется, и в ней появляются ошибки. Кто-то должен их корректировать. Назвали это чудо-устройство – флиппер системы счисления.

 Он спускается по нити ДНК в поисках испорченной пары оснований нуклеиновых кислот. Когда флиппер их находит, он присоединяется к структуре ДНК, резко разгибает ее, отводит ненужную молекулу, удостоверившись, что она испорчена, вставляет нужную и восстанавливает первичную структуру ДНК. Сложно в это поверить, об этом, по словам мистера Крэя писалось в неких правительственных отчетах, так что это должно быть правдой.

И как такая маленькая молекула может выполнять столь сложные задачи? Ведь у нее нет ни рук, ни ног, ни огромного мозга. Как говорилось ранее, она, должно быть, управляется жизненной силой.

1.11 Отсутствие доказательства существования жизненной силы

Почему нельзя прочитать о ней в учебнике? Можно открыть учебник физики и прочитать про все силы природы, сильные и слабые, электричества и гравитации, но ничего про жизненную силу. Зато взяв учебник биологии можно заметить, что автор с первого же раздела предполагает существование жизненной силы. В чем причина такой разницы?

Причиной того, что мы не знаем, как она действует, является то, что все бояться писать свои догадки об этом. Так как же все-таки жизненная сила действует на молекулярном уровне? Хотелось бы знать ответ на этот вопрос, но, к сожалению, ученые не слишком приблизились к нему.

1.12 Нет ли подводных камней в фундаментальных основах?

 Хотелось бы поделиться мыслью мистера Крэя, которая посетила его во время дискуссии в Люцерне, Швейцария с одним физиком, который всю свою жизнь занимался определением элементарных частиц. Тот спросил, не странно ли то, что через каждые 10-15 лет нам приходится переписывать учебники физики, так как за это время ученые находят целое множество новых частиц, которые с каждым разом становятся всё меньше и меньше. Потом он пристально посмотрел в глаза мистеру Крэю и сказал очень интересную вещь. «На самом деле эти частицы не существуют»,-сказал он - «Бог создаёт их для того, чтобы занять физиков».

Надеюсь, Бог делает то же самое и для компьютерных инженеров.

2 КОНСТРУИРОВАНИЕ БИОЛОГИЧЕСКИХ КОМПЬЮТЕРОВ

Итак, мы поняли, что аналогия существует. Так что ж она нам может преподнести? Уже давно можно определить проявления генов и их активность, а также точно указать местонахождение белков в клетке. Но пока эти задания исполняются в искуственных условиях в лаборатории, представьте себе все выгоды от их использования на живых организмах, например на животных. Нанотехнические устройства могут инжектироватся в пациента, который станет монитором в определенных условиях и будет точно соответствовать поставленным целям.

В “Nature Biotechnology” 25, 795 - 801 (2007)

(Published online: 21 May 2007)

Была опубликована статья, которая приближает мечту к реальности. Материалы этой статьи будут использованы в рамках данного курсового проекта далее. Данная статья выложена в приложении В в оригинальном виде.  

Будет рассматриваться конструкция биологического цикла, что использует рибонуклеиновую кислоту (РНК) для влияния на булево-логическое утверждение. Цикл работает, используя две молекулярные цепочки, которые кодируют один и тот же белок, но они содержат в себе нерозкодированные участки рибонуклеиновой кислоты, разной последовательности.

Разные эндогенные сигналы будут контролировать проявление различных РНК

Эндогенный сигнал – сигнал внутреннего происхождения, действующий внутри чего-либо, объяснимый внутренними причинами.

Таким образом сигналы будут влиять на одну из двух молекулярных цепочек, проявляя ее; например, сигнал А и В будут нацеливатся на одну РНК цепочку, а сигналы Х и Y на другую, таким образом работая в логической последовательности (А и В) или (Х и Y). Остальные цепочки могут быть нацелены на работу А и не В и так далее. Результатом цепочки, что не принимает сигнал и будет легкоопределимый белок-корреспондент.

Если по Русски, это значит, что можно организовать генную сеть, которая, в зависимости от кодируемого этой схемой логического выражения, в ответ на наличие или отсутствие на входе – в клеточной среде – сигналов (к примеру, молекул) синтезировала бы в качестве выходного сигнала какой-нибудь легко определяемый белок, например, флуоресцентный (т.е. такой, который имеет свойство менять свой цвет).
 Биологические устройтсва могут имплантироватся или даже быть вмонтированы параллельно с собственными клетками реципиента для работы в качестве био сенсоров, которые извещают о болезнях. Молекулярные логические циклы наиболее соответствуют данной функции маркера болезней. Также может быть задействована запрограмировваная мертвая клетка в случае канцерогенных клеток (излечение от CANCER – РАК, ЗЛОКАЧЕСТВЕННАЯ ОПУХОЛЬ) или синтеза наркотиков в особых тканях.

Это значит, что логическое вычисление во внутриклеточной молекулярной среде может служить цепью для бинарного принятия решений, то есть инициировать один или несколько дискретных процессов в ответ на входные данные из этой среды. Для решения этого вопроса следует: переработать правила принятия решений как логическое выражение, содержащее внутриклеточные данные как переменные; и конструируем молекулярную систему, которая производит молекулярные итоговые данные, когда выражение вычисляется как истинное.

Эту идею реализовали ученые из Гарвардского и Принстонского Университетов Рон Вайсс (Ron Weiss) и Яков Бененсон (Yaakov Benenson) с коллегами. Авторы продемонстрировали работу такого биокомпьютера, оперирующего с пятью логическими переменными, в культуре клеток человека. В качестве «автомата», способного включать и выключать гены, они взяли механизм РНК-интерференции (RNA interference, RNAi). Между прочим, за открытие этого механизма Эндрю Файер (Andrew Fire) и Крейг Мелло (Craig Mello) получили Нобелевскую премию 2006 г. в области физиологии и медицины.