Газета Завтра 350 (33 2000) - Газета Завтра Газета

Описать здесь всю меклеровскую концепцию невозможно, но верно передать ее смысл и назначение мы все же попытаемся.

По первому приближению человеческое тело — это некоторое нагромождение белков, жиров и углеводов, которое превращается в стройную систему, живет и эволюционирует благодаря генетическому коду — закодированной информации о предназначении каждой частички нашего тела. Химическими веществами, оживающими и работающими в живом организме благодаря этим кодам, занимается наука под названием "молекулярная биология", и значение ее трудно переоценить. Ее основная цель — полное знание о том, как работает тело человека, — позволит ученым, по сути, конкурировать с Богом и наравне с ним творить чудо человеческой жизни.

Однако сегодняшнее состояние молекулярной биологии сами ученые часто описывают фразой "блеск и нищета". Действительно, с одной стороны, микробиологи уже знают и умеют очень многое. Так, генетические "тексты" сегодня могут быть не только прочитаны, но и размножены и перетасованы; любые последовательности белков и генов могут быть синтезированы искусственно и вставлены в живые клетки.

Но вся проблема заключается в том, что, научившись "читать и писать" на чужом языке, ученые до сих пор не в состоянии перевести эти "иероглифы" на понятный нам язык. Ученые до сих пор не знают, что же конкретно кроется за каждым элементом генетического кода организма. В результате микробиологи, словно слепые, сегодня могут лишь наобум, беспорядочно тасуя последовательности генетических цепей и аминокислот, составлять из них какие-то новые соединения-вакцины, поведение которых, по сути, непредсказуемо и потому опасно. И зачастую подобные генно-инженерные лекарства оказывались бессильными или даже приводили к противоположному результату — смерти пациентов от мутаций генного характера.

В чем причина подобного незнания? Оказывается, для того, чтобы точно знать природу белка, нужно не только уметь слепо создавать живую "микромашину" из комбинаций разных аминокислот и не просто видеть готовый белок через микроскопы, а главное — точно знать, как и по какому принципу происходит его рождение. А этого-то до последнего времени никто не знал. И первым, кто постиг это, был Меклер.

Дело в том, что генетический код, определяющий путь от гена к живой молекуле белка, совершенно явно предусматривает два последовательных процесса. В начале происходит отображение информационных кислот РНК в длинную одномерную нитку, состоящую из различных аминокислотных остатков, числом до нескольких сотен. Это своего рода "заготовка" будущего белка. После этого эта нитка "закручивается" в трехмерную белковую молекулу. Длится это миллисекунды, практически одномоментно. Причем в соответствующей химической среде это происходит обязательно и по одним и тем же правилам, согласно генетическому коду, записанному в этой самой нитке. Подобный процесс происходит всегда, когда зарождается и развивается новый организм, когда растут клетки — вот уже несколько миллиардов лет, и всегда без ошибки.

Первый процесс еще сорок лет назад был объяснен американцами Чаргаффом, Уотсоном и Криком, составившим знаменитую модель "двойной спирали ДНК". А вот как именно происходит второй процесс — построение трехмерной молекулы белка из одномерной аминокислотной последовательности — впервые смог описать лишь Лазарь Борисович Меклер: до него этого никто себе и представить не мог. Впрочем, немногие смогли сделать это и после Меклера: с зарождения его первых принципов общего генетического кода минуло уже более тридцати лет.

Можно сказать, что до теории Меклера ученые знали лишь начальную и конечную стадии формирования белка. Более того, готовые молекулы белка могли быть зафиксированы лишь в своем статичном положении, единственно с помощью рентгенограмм, что начистую лишало ученых информации о каком бы то ни было развитии белка, его генезисе. Получалось, что до самого последнего времени ученые не знали практически ничего о важнейших микробиологических процессах: о самоорганизации белка, о его упорядоченном движении и работе, об обмене энергией между химическим растворителем (вроде воды) и биологической "микромашиной", — то есть о жизни как таковой.

По сути, Лазарю Меклеру, первому из людей, удалось достаточно полно и непротиворечиво объяснить то, как именно возникает из неживой природы природа живая. Сделано это было просто и изящно. Меклер оказался первым, кто серьезно задумался об однообразности двух вышеописанных процессов. Говоря очень грубо и приближенно, он показал, что рождение белка из аминокислотной ленты происходит по принципу, сходному с формированием этой самой ленты из первичных носителей генетического кода (кодонов). На стадии создания мономерной нитки кодоны "узнают", или сочетаются друг с другом по принципу "замок-ключ" — и то же самое происходит при возникновении белка с аминокислотными остатками, из которых эта нитка состоит. Два этих и четыре других, не менее важных последовательных процесса формирования белка, и были введены Меклером под видом частных кодов в общий стереохимический генетический код, который, таким образом, впервые полностью описал генезис живой природы на молекулярном уровне.

Должно быть, это поразительно красиво — увидеть возникновение жизни своими глазами, узреть то, что ежесекундно происходит в каждом из нас. Одномерная аминокислотная нитка, словно испачканная в некоторых местах клеем, прилепляется сама к себе, спутываясь и образуя причудливую, но всегда предопределенную структуру белка. К каждому "замку" подходит ограниченное количество "ключей", и наоборот; из возможных вариантов всегда выбирается энергетически наиболее предпочтительный в данный конкретный момент. При этом из-за постоянного изменения уровня и потока энергии в окружающем белок водном растворе большие блоки ("петли") скрученной аминокислотной нити могут отходить друг от друга и затем снова прилепляться, двигаясь наподобие маятника, не разрывая, однако, саму нить. Благодаря подобному движению "петель" белка, не видимому фотографичному глазу рентгеноскопа, и осуществляются важнейшие микробиологические процессы в живом организме. Белок "живет" ими, функционирует посредством их, и потому точное знание о строении этих "петель", а также всех остальных частей белковых тел, которое дает нам меклеровская теория, позволяет постичь основополагающие принципы жизнедеятельности человека и всех белковых существ. Постичь биологический смысл жизни.

На практическом уровне подобные подвижные "петли", "узнающие" и связывающиеся друг с другом, разбирающие на части как свои, так и чужеродные микроорганизмы, составляют основу работы иммунологической системы любого организма, являются активными центрами вырабатываемых антител, взаимодействуют с макрофагами и лимфоцитами, нейтрализуют вирусы — и все это объясняется в рамках теории Меклера! Достаточно сказать, что еще за несколько лет до создания в начале 90-х активных компонентов вакцин против вирусов гепатита Б, СПИДа и ящура Меклер смог правильно предсказать их общее строение и принцип действия. Более того, меклеровская теория общего генетического кода принципиально позволяет проектировать искусственные вакцины против любых инфекционных агентов, перед которыми наш организм бессилен в одиночку.

Мы объясняем все это "детским" языком — все гораздо сложнее и запутанней. Не случайно даже сегодня у ведущих ученых-микробиологов на создание компьютерной модели жизни хотя бы одного белка уходит до года напряженной работы. И тем удивительнее те "наглядные пособия", которые Меклер создает в течение от пары часов до нескольких дней для демонстрации своей теории генетического кода. Он изготовляет модели сложнейших белков из... обыкновенной бумаги, узкой длинной ленты, расчерченной на квадратики, каждый из которых обозначает тот или иной аминокислотный остаток в мономерной нитке. Ни на шаг не отступая от своей концепции и зная общие правила взаимодействия этих "квадратиков" друг с другом, используя обыкновенные английские булавки для закрепления частей нитки, Лазарь Борисович буквально на руках разворачивает сложнейший процесс формирования нового белка. Он в прямом смысле слова может видеть, как именно происходит этот процесс в натуре, как эта цепь движется, изгибается, взаимодействует своими частями, превращается в живую материю.

Но самое поразительное, однако, что, создав теорию общего генетического кода, Меклер не пожелал ограничиваться лишь областью молекулярной биологии. Лазарь Борисович не остановился на белках — он задумал применить теоретические принципы ОСГК в самых разных разделах биологии: вирусологии, иммунологии, онкологии, теории биологической эволюции и происхождения жизни, при изучении ферментативного катализа, фотосинтеза, теории сна... Более того, построив свою концепцию на математических принципах функционирования множеств, он решился описать принципы самоорганизации, функционирования и эволюции живой материи на любом уровне: биополимеров, субклеточных структур, клеток, тканей, органов, целостных организмов, их популяций и социальных обществ!