Николай Викторович Бодягин
Поле кода. Искусственные генетические машины
1.14. Выводы
Код – гениальная природная сущность, намного более сложная, чем наше сознание. Не плодя неимоверных синтаксических комбинаций, присущих, например, философии и литературе, Код решил задачу эволюционного усложнения с помощью небольшого числа химических знаков-групп и последовательной компактификации пространства.
Существующее понимание Кода ассоциируется у меня с состоянием первоклассника, познакомившегося с азбукой. Пока ещё очень далеки её знаки от сути вещей, но являются целым миром для ученика.
Современная геномика, препарируя ДНК на отдельные блоки и элементы и собирая в другом порядке, порождает, конечно, новое качество, но при этом разрушается необратимо и утрачивается исходное состояние и совершенно неясно, какой смысл порождается. При таком редукционизме нет места гениальности, вдохновению и в конечном итоге индивидуальности, как, например, при исполнении музыки. Нотная последовательность одинаковая, но по-разному звучит в исполнении разных музыкантов.
Наличие поля у генома заставляет протрезветь от эйфории по поводу успехов технологии секвенирования ДНК и получения новых кодов. Природа намного хитроумнее. Наши представления о том, что всю правду о жизни она записала в виде линейного Кода, с которым можно свободно обращаться, как с компьютерной программой, скоро окажутся очередной иллюзией.
Свойства конкретного генома определяются не только последовательностью расположения нуклеотидов, но и полевыми связями между ними на всём протяжении цепочки. Эта особенность и делает ДНК Кодом конкретного организма. К нему, конечно, применимы «общие» законы физики так же, как они применимы ко всему. Но именно поэтому они не способны объяснить что-либо на индивидуальном уровне.
Пространственная структура генома не менее важна для выполнения им своих функций, чем линейно записанная информация. Компактификация ДНК – не просто эволюционно сформированный способ уместиться в клетке, но прежде всего способ хранения и трансляции наследственной информации. В верхних уровнях структуры содержится часть «мягкой» генетической информации в виде слабых связей и ЭМ взаимодействия между витками линейных нитей, витками вторичных спиралей, связей с внутренней водой, окружающей ДНК, и т. д. Эти уровни структуры генома имеют важнейшее значение для:
– кодирования, хранения и передачи генетической информации;
– устойчивости функционирования генома;
– приёма информации от внешних источников;
– адаптации, возникновения и развития разнообразия форм биоматерии;
– возникновения иерархии смыслов вплоть до сознания;
– интеграции внутренних полей от разных клеток и частей организма в единую во всех проявлениях систему.
Наличие у Кода собственных полей позволяет по-новому осмыслить процессы старения, лечения и сформировать новые принципы диалога с биоматерией. Речь уже не о химическом взаимодействии и не о генной инженерии в устоявшемся смысле, а о вибрациях, языке синхронизации и резонансе, о полевых взаимодействиях и т. д. Активирующие и корректирующие внешние воздействия должны быть согласованы с характеристиками полей, в том числе их динамических составляющих.
До сих пор такие понятия, как вибрации, гармонические соотношения, топологическая совместимость, биополя и другие, не были предметом изучения и использования, а относились к классу метафизических субстанций. Но всё меняется, и они наполняются новым, вполне научным смыслом.
Я, конечно, далёк от наивной мысли, что «изобретатель» ДНК, придавая ей форму, ставил целью создать колебательный контур. Это просто одна из доступных, простых и очевидных аналогий из каталога наших знаний. И, конечно, такое упрощённое представление о геноме вызывает сомнение, т. к. реальная структура намного сложнее. Но ведь и наши знания, например об ЭМ явлениях, тоже базируются на достаточно упрощённых моделях, а природа их до сих пор не раскрыта. Однако это не помешало огромному прогрессу. Поэтому стоит вопрос изучения.
Идея об иерархии собственных полей ДНК – это повод и окно возможностей получить новое понимание природы живого. Они помогут разобраться, почему вырастает лягушка, а не пень, что такое эпигенетика, морфогенез, зачем «мусорная» ДНК, почему возникают виды и т. д.
Кроме того, полевой подход – это возврат к здравому смыслу от скрытых параметров и метафизических концепций жизни.
Идея о наличии в самоорганизующихся системах устойчивых пространственных кодов, которые порождают иерархию собственных дальнодействующих полей, позволит влить новую кровь в затухающую привлекательность теории сложности и самоорганизации. Природа этих полей не выходит за рамки известных физике взаимодействий. Поэтому и механицизм в обозримом будущем будет иметь приятную творческую, производительную перспективу в биологии, превосходящую, как всегда, витализм, морфогенетические поля и другие физико-художественные этюды.
Наука, как и жизнь, – странная штука. Она растёт по каким-то ведомым только ей законам. Её разные части оплодотворяют друг друга самым неожиданным образом. К чему это? Недавно Г. Перельман преодолел гипотезу Пуанкаре, существенно упрочив доказательную базу топологии. А в физике, очевидно, назрела необходимость новых концепций развития, особенно для динамических явлений, самоорганизации. Я не верю в случайность таких совпадений. Они слишком часто оказывались просто проявленной в «нужное» время закономерностью.
Основной проблемой остаётся то, что мы не понимаем взаимосвязи свойств систем и их полей с геометрией. Тупик в понимании самоорганизующихся систем обусловлен именно этим. Вероятно, законы физики будут в дальнейшем дополнены законами топологии, которые предстоит определить. Как говорил В. Шаубергер, «нам нужна не физика формул, а физика форм».
Форма как таковая вообще остаётся за бортом физики в странном положении. Хотя она и наблюдаема, но никак не используется, кроме концепции симметрии и в качестве метафизических эстетических критериев истины различных теорий.
При этом не стоит упрощать ситуацию и подразумевать, что формы микромира управляют структурой верхних систем. Эволюция идёт не только снизу вверх, но и наоборот. И никаких преимуществ ни одно из направлений не имеет. Между ними существует динамическая взаимность и действуют общие топологические законы преобразования форм.
Идея локализации генетической информации в линейной цепочке, известная как центральная догма, по-видимому, исчерпала свой творческий ресурс. Линейный Код – всего лишь часть процесса трансляции жизни. В дальнейшем мы должны учитывать другие источники и способы передачи генетической информации:
– слабые связи, обусловленные топологией структуры;
– ЭМ взаимодействие между витками и клубками верхних уровней структуры;
– взаимодействие с водой в виде образования химических связей, акустических и ЭМ взаимодействий.
Чем больше мы узнаём о геноме, тем больше вынуждены расширять наши представления о «занимаемых им» областях функционально и в пространстве – вверх и вниз по масштабу. И это вполне понятно. «Животворная потенция кроется в столь широком диапазоне свойств материи, как в самых больших, так и в самых малых масштабах, что я не считаю, что ныне механизм генерации жизни можно было бы распознать со всей определённостью» (С. Лем).
Это означает фундаментальную нелокальность генетической информации, но не конец определённости. Постепенное развитие, нарастающий учёт и интеграция возникающих обстоятельств, переход в качественно новое восприятие – это нормальный эволюционный путь любой науки. И я вижу только плюсы в признании, учёте и использовании большего числа влиятельных параметров, которые будут определять будущие модели Кода.
Конечно, нелокальность жизни – это вызов чудовищной сложности для современных методов науки. Несмотря на то, что она постепенно разрушается, надеяться на её полное исчерпание не стоит, в том числе по причинам фундаментального характера. Они в какой-то части определены в квантовой механике. Я убеждён, что проблемы, выражаемые соотношением Гейзенберга, в квантовой механике и науке о жизни имеют не семантическое сходство, а отражают естественную эволюцию процесса познания и в целом структуру мирозданья – единство всего сущего и связь всего со всем. Неопределённость, живущая в микромире, в итоге порождает степени свободы в осязаемом нами масштабе.
Как и любое поле, поля ДНК имеют дальнодействующий волновой характер. Понимание этого позволяет, не замыкаясь на конечном алфавите нуклеотидных оснований, лишённом перспектив прогресса в принципе, продолжить поступательное понимание и развитие геномных технологий. Подтверждение полевой гипотезы означало бы непосредственное проникновение физики в геномику. Это другой уровень понимания и новые возможности. Интересно, но верно и обратное. Новый прогресс в физике будет достигнут не через её внутреннее развитие, а из наук о жизни. Биология и геномика – это науки о высших уровнях, физика – о низших. И «…нам не удастся полностью понять процессы, происходящие на нижних уровнях, до тех пор, пока мы не поймём законы высших уровней» (П. Девис). Поэтому стоит с осторожностью относиться к прямым применениям квантовой механики и других физических теорий к генетическим и иным процессам в биосистемах.
Я считаю, что полевая гипотеза – совсем не окончательная теория генома, а лишь возможный способ описания. И предложена она не с целью узурпировать право на окончательную истину, а наоборот, показать, что такого эксклюзива нет ни у одной из существующих и будущих теорий. Её ценность – в открытии новых способов исследования и диалога с Кодом. При этом я точно не знаю ответов на множество вопросов, которые могут быть адресованы этой теории и являются тёмной стороной науки о жизни. Вот некоторые из них:
– как трансформируется поле при переходе от «стационарного» состояния в режим репликации?
– как формируются поля копий?
– связь с механизмом естественного отбора;
– механизм дифференциации клеток;
– эволюция полей в момент оплодотворения и многие другие.
Но эти же проблемы не имеют даже перспектив решения в рамках центральной догмы. Напротив, полевая модель, не отрицая общих положений современной геномики, предполагает наличие существенно больших полномочий Кода.
С каждым новым крупным открытием в науке на свет будет появляться новая модель Кода. Она будет усложняться. Сейчас она химико-механическая. Грядут топологическая, полевая, вибрационная и далее лингвистическая и т. д. Будут расширяться возможности продуктивного диалога с Кодом. Возникнут и будут усложняться технологии техноценоза.
В моём представлении живое – это балет, танец взаимодействующих сущностей: ДНК, РНК, белков и других участников. Их полевые объятья приводят к совокуплению и постоянному воспроизведению этого действа, происходящего в водяной сфере, каждая молекула которой подыгрывает режиссёру. Каждый участник отменно знает свою роль и либретто в целом. Его движения и вся партия синхронизированы с другими и окормлены матрицей гармонических отношений.
Прибегнуть к художественному образу пришлось и с целью украсить текст, и для порождения размышлений о том, что часто очень разные и далёкие друг от друга вещи оказываются неожиданно близкими и родственными по сути. Геномные науки могут многое позаимствовать из конструкции наших «искусственных» творений – музыки, танцев и т. д. Такой конструктивизм имеет явную практическую ценность.
Структура и поля генома – всего лишь инструмент для музыки Природы. Познать через них партитуру невозможно. Как в театре кукол: видны движения рук, ног, но не сам кукловод. Вопрос о движущей силе по-прежнему открыт. Может ли эта движущая сила распространяться на неорганическую материю? Возможно, какие-то фрагменты ответа найдутся после перекрёстного оплодотворения топологии, физики и биологии.
Гипотеза о наличии у такой сложной структуры, как геном и связанных с ним процессов полевой и вибрационной составляющих, представляется очень логичной, простой и гибкой. Она свободна от умозрительных субстанций, а главное – вполне проверяема. Это важные признаки её перспективности и стимулы ей заняться. Возможно, это просто признаки моего большого желания и частное мнение. Но я пока не нашёл внутри неё и в себе внутренних противоречий. Но не стану исключать, что спирали могут оказаться в итоге просто способом компактного хранения информации в пространстве и не иметь самостоятельной ценности для процессов репликации.
1.15. Есть ли у Кода цель?
В этом разделе мои размышления не подкреплены практическим контекстом, и поэтому его можно пропустить без особой потери смысла.
Есть ли у Кода самостоятельная цель и стратегия?
Было бы ошибочно приписывать эти атрибуты самостоятельной сущности только человеку. Почему такой возможности должен быть лишён Код, породивший его и всю биосферу?
Эволюция физических, биологических систем построена на общем правиле – борьбе за самостоятельное выживание. Это стратегия любого кусочка материи. «Живое существо прежде всего стремится показать свою силу – сама жизнь и есть стремление к власти» (Ф. Ницше).
С другой стороны, это отражает всеобщую тенденцию материи в любых возможных условиях генерировать порядок. Вселенная постоянно генерирует порядок, одновременно разлагая его. Т. е. я хочу сказать, что мы видим не истощение и расходование запасов когда-то созданного порядка, а его постоянную генерацию, воспроизведение.
Каждая система, использующая градиент порядка, стремится сохранить его. И это порождает борьбу. Стратегии Кода – пример реализации активной агрессивной захватнической политики. Код, как вирус, захватывает неживую материю, оживляет её, заставляя служить себе.
Код для сохранения и продвижения себя во времени использует две разные стратегии-технологии:
– репродуктивную. Использование минимального самовоспроизводящегося алгоритма (минимальный Код), который, вероятно, не изменялся на протяжении существования. Он может быть активирован и развит в других мирах;
– эволюционную. Геном формирует организмы с возрастающей разумной компонентой, что позволяет обеспечивать их устойчивость и жизнеспособность.
Множественность воплощений гарантирует сохранение Кода даже в условиях неизбежных изменений, помех и, как следствие, многочисленных ошибок передачи.
Один из механизмов сохранения генома – естественный отбор. Его гильотина нужна для выбора лошади-победителя с целью продолжить на ней путь с большей вероятностью успеха.
Эффекты эпигенетики, возникновение и развитие различных ветвей жизни, распространение жизни в пространстве, освоение новых диапазонов и другие чудеса живого – это всё способы адаптации Кода с целью выживания. Но оно не представляет никакой самостоятельной практической ценности. Эволюционное совершенствование – не цель, а инструмент. В ходе этого процесса Код нарастил на себя огромные одежды, перешёл от необходимого минимального набора к сложности, позволяющей гибко реагировать и выживать в изменчивом внешнем окружении. Избыточная сложность подразумевает множество степеней свободы. Это позволяет ему в широком диапазоне условий из любого доступного источника экстрагировать материю и энергию для своего воспроизведения. Как демон Максвелла, он преодолевает и эксплуатирует даже тепловой хаос.
И смысл, и тайна эволюции биоматерии заложены в процесс передачи порядка. Сам линейный Код вторичен. Он инструмент, инструкция.
«…Единственной защитой от безустанных атак хаоса, спасительной нитью, протянувшейся над энтропийным провалом, мог стать лишь безотказный передатчик упорядоченности; так возник код… Тут она (эволюция) работала под постоянным надзором: этого требовала цель – поддержание существования кода, отсюда величайшая собранность и величайшее разнообразие средств. Вот почему Эволюция вручила генную нить эмбриогенезу, т. е. не строению, но строительству организмов» (С. Лем).
Жизнь не есть таинство, а просто воплощение Кода, системы химических элементов, организованных в специфическую пространственную структуру. Но и не может быть жизнь только приспособлением. Если бы это было её целью и смыслом, то она давно исчезла бы, приспособившись, слившись с окружением. Будет грустно, если жизнь всё же окажется такой затухающей вероятностью.
Когда-то атомы, электроны, протоны, фотоны и другие «коллеги» построили Код. Теперь он спускается вниз, назад к ним. С помощью обратных процессов геном стремится изменить свой базис на более надёжный, позволяющий увеличить степень устойчивости и выживаемости.
Человек – особое звено в передаче Кода, в создании «бессмертного» тела генома нового уровня. Наши будущие тела – ЭМ биогеометрические субстраты с системой потребления энергии и порядка в широком диапазоне условий, действующие с огромной скоростью мыслительных и двигательных процессов. Код, воплощённый в такое обличие, оставит себе лишь небольшую и поэтому устойчивую материально-вещественную структуру, заменив остальное полями и вибрациями.
Коды материи очень многообразны: некоторые устойчивы и существуют относительно долго, другие активируются только в специально созданных условиях и т. д. Но всё это знаки препинания, в лучшем случае слоги и простые слова. И только Код жизни смог написать о себе и мире отличным от внутреннего содержания языком огромный роман из материи. Он продолжает ускоренно размахивать пером, как будто чувствуя конец, пытается обратиться к Вселенной как можно более мощным прощальным аккордом. Запечатлеть, впечатать себя как можно сильнее в фундамент материи в надежде спастись от неминуемого распада хрупкого тела биоматерии. Может, это и есть его цель, пришедшая из глубины осознания тупика своей биоэволюции?
А может, он в упоении своими «успехами» самозамкнулся, «пошёл по кругу», утратил импульс развития? Возможно ли, что он ошибся и, пытаясь обуздать слепые и могущественные силы Природы, с лёгкостью могущие разрушить его хрупкие биоэтюды, подошёл к порогу самоуничтожения?
А вообще, не много ли мы ему приписываем? Или это просто желание переложить ответственность за нашу жизнь и её последствия на Бога или Код? Поскольку так проще, давайте обличать его во всех своих бедах!
