Юный техник, 2001 № 12 - Журнал «Юный техник»

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.

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

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…