«Минимальная» клетка и смена парадигмы в биологии
Доктор биологических наук Вадим Говорун. Записала Ольга Белоконева.
Что такое «минимальный» геном — вопрос довольно сложный, ведь под его расшифровкой каждый понимает своё. До 2002 года под секвенированием генома понималась некая стройная система усилий и методов, которые позволяли если не до конца, то в 80—90% (в случае с геномом человека) получить слитные протяжённые участки ДНК. Но нуклеотидная последовательность — это ведь не алфавит, это книга. И если вы плохо читаете, то, даже дочитав до конца, можете не понять смысл книги.
В геномике происходит то же самое, но только сложнее. Все, кто умеет читать, воспринимают осмысленные слова. Изначально в геноме есть небольшие фрагменты, есть «общие слова», есть даже «обороты речи», но это не значит, что они все осмысленные. На самом деле геном — это многомерная структура.
Под «минимальной» клеткой мы понимаем следующее. Берём какие-то большие фрагменты генетического материала, иногда даже из разных источников, близких или не очень близких, и смотрим, как эта конструкция себя ведёт.
К жизни приводит не эволюция, а микроэволюция. Когда-нибудь появятся внутриклеточные нанороботы, но они не будут работать с большой точностью. Сначала они создадут какой-то прототип, информационную форму, и этому прототипу будет дано приблизиться к нужным характеристикам путём собственной микроэволюции.
Самосборка — это свойство атомов и молекул. Они способны к самоассамблированию, самораспознаванию. Поэтому, когда мы подходим к моделированию жизни, то приходим к такому интересному вопросу: возникнет жизнь сразу или вследствие микроэволюции? Ответ неоднозначен.
Минимальный концепт — это, по сути, попытка выйти на новый уровень изучения жизни. Что касается наших знаний о живой материи, мы пока имеем чёрный ящик. Поведение живой системы не аддитивно — оно не есть результат простого сложения действия её частей.
Гонка в этой области только началась. Когда учёные начнут манипулировать фрагментами жизни безопасно для себя и окружающих, будет прорыв. Последние 25 лет в биологии — стагнация, научная мысль идёт путём накопления, выявления и анализа данных. Смены парадигмы не происходит. Сейчас впервые в истории человечества появляется возможность воплощать свои представления о живой клетке. Компьютерное моделирование — вот что появляется в конструировании жизни.
Человечество столетиями шло к доказательству того, что жизнь моновариантна, то есть только одна комбинация генов и белков вдыхает в клетку жизнь. По моему представлению, жизнь инвариантна. Самое тяжёлое — понять, что жизнь возникает по-разному, вне определённых химических реакций.
На самом деле современная биология как наука, куда пришло очень много разных методов, является мультидисциплинарной, и, следовательно, биологическое мышление представляет собой такой набор «шумовых эффектов», что очень сложно выбрать нужное направление. Это только кажется, что с помощью повторения экспериментов, статистики можно что-то просчитать в науке о жизни. Минимальный концепт — это действительно смена парадигмы, мышления людей, которые занимаются биологией, но в каком-то смысле, как ни парадоксально, это — возвращение к старым биологическим традициям.
Живое — не синтетический комплекс, состоящий из белковых молекул. А что же это на самом деле, учёные и хотят выяснить.
Например, вирус не является живым. Он маленький и способен к самосборке. Но вы никогда не сможете слить в одной пробирке рибосомальные белки, ДНК, ферменты, липиды и т.д. и собрать из них бактерию, пусть даже очень маленькую. Поэтому живую клетку надо собирать блоками. Исследование блоков — не самоцель, целью является создание блоков по произвольному желанию. И, постепенно понимая, как эти блоки будут действовать, находить методы их сборки. Вот тогда это будет действительно искусственная жизнь.
Говорун Вадим Маркович, доктор биологических наук, профессор, президент компании «Литех», заместитель директора по науке и заведующий отделом молекулярной биологии и генетики НИИ физико-химической медицины ФМБА России (Москва). Окончил медико-биологический факультет РГМУ.
Одно из направлений научной деятельности отдела, руководимого Вадимом Говоруном, — разработка платформы для получения полного «белкового портрета» (протеомы) микроорганизмов с самым маленьким геномом (микоплазмы, хламидии и хеликобактер), а также определение минимального набора генов, достаточных для жизнедеятельности этих бактерий.
3 важнейших открытия в современной биологии (из научных журналов)
Осознание того, что животные могут исчезнуть
Если вы идете по пляжу и находите интересный камешек-окаменелость, вы сразу понимаете, что она может принадлежать давно вымершему виду. Мысль о том, что виды вымирают, настолько привычна нам, что трудно даже представить время, когда люди думали, что каждый отдельный тип существ все еще живет где бы то ни было. Люди верили, что Бог создал все — зачем бы ему стало создать что-то, что не сможет выжить?
Джордж Кювье был первым человеком, который задался таким вопросом. В 1796 году он написал статью о слонах, в которой описал африканские и азиатские разновидности. Также он упомянул о третьем типе слонов, известному науке только по его костям. Кювье отметил ключевые отличия в форме челюсти третьего слона и предположил, что этот вид должен быть совершенно отдельным. Ученый назвал его мастодонтом, но где же тогда живые особи?
По мнению Кювье, «все эти факты находятся в соответствии между собой и не противоречат ни одному другому сообщению, поэтому мне кажется возможным доказать существование мира, предшествующего нашему и разрушенному вследствие своего рода катастрофы». Он не остановился только на этой революционной идее. Кювье изучил окаменелости других древних животных — попутно введя термин «птеродактиль» — и выяснил, что некогда рептилии были доминирующим видом.
Первые клетки, выращенные вне тела
Если биолог хочет провести исследование внутренней работы животных клеток, гораздо проще, если эти клетки не являются частью животного в это время. В настоящее время биологи культивируют широкие полоски клеток в пробирке, что значительно облегчает задачу. Первым человеком, который попытался сохранить клетки живыми вне тела хозяина, был Вильгелм Ру, немецкий зоолог. В 1885 году он поместил часть эмбриона курицы в солевой раствор и сохранял его живым в течение нескольких дней.
В течение нескольких десятилетий продолжались исследования с использованием именно этого метода, но в 1907 кто-то вдруг решил вырастить новые клетки в растворе. Росс Харрисон взял ткани эмбриона лягушки и смог вырастить на их основе новые нервные волокна, которые затем сохранял живыми в течение месяца. Сегодня клеточные образцы можно поддерживать живыми почти бесконечно — ученые до сих пор экспериментируют с клеточными тканями женщины, которая умерла 50 лет назад.
Предположение, что у всей жизни есть общий предок
Кто первым предположил, что вся жизнь развилась из одной твари? Вы скажете: конечно же, Чарльз Дарвин. Да, Дарвин развил эту идею — в своем «Происхождении видов» он писал следующее: «Есть определенное величие в таком взгляде на такую жизнь, с ее различными проявлениями, которая изначально воплотилась в несколько форм или в одну». Тем не менее, хотя мы нисколько не преуменьшаем достижения Дарвина, идея общего предка была высказана десятилетиями ранее.
В 1740 году знаменитый француз Пьер Луи Моро де Мопертюи предположил, что «слепая судьба» произвела широкий круг индивидуумов, из которых выжили только самые способные. В 1790-х Иммануил Кант отмечал, что это могло бы относиться к изначальному предку жизни. Спустя пять лет Эразм Дарвин написал: «Было бы слишком смелым предположить, что все теплокровные животные произошли от одной живой нити?». Его внук Чарльз решил, что нет никакого «слишком» и предположил.
Глава 4. Новые парадигмы в биологии и медицине
Несмотря на современные достижения фундаментальных наук, академическая медицина всё ещё преимущественно опирается на принцип редукционизма с егооднонаправленными линейными связями типа «причина – следствие». По-прежнему единственным неоспоримым доказательством остаются рандомизированные двойные слепые исследования. С их помощью пытаются исключить субъективность и индивидуальность, а также внести воспроизводимость опытов, как в классической физике.
Конечно, такой подход позволил достигнуть колоссального прогресса в области медицины неотложных состояний, но для большинства хронических болезней это оказывается бесполезным, а с учетом новых достижений естествознания – еще и неправильным. Линейный принцип здесь не действует, подавление основных симптомов не может излечить хроническое заболевание [223].
Тем не менее, неформальные парадигмы в биологии и медицине упорно пробиваются через критику и непризнание.
Фото 8. Гурвич Александр Гаврилович (1874 – 1954)
Русский и советский биолог, открывший сверхслабые излу-чения живых систем и создав-ший концепцию морфогенетиче-ского поля. Лауреат Сталинской премии по биологии
Ещё в 1912 г. молодой русский учёный А.Г. Гурвич (фото 8), размышляя над тем, как из линейной последовательности молекул возникает высокоупорядоченная трехмерная биологическая структура, пришёл к выводу о существовании некого организующего начала, обеспечивающего целостность организма. Он назвал его «биологическим полем», приписывая ему информационную роль в обеспечении наследственности.
Поводом для такого заключения послужили его собственные опыты с интенсивным центрифугированием яиц амфибий. Оно, по замыслу исследователя, должно было бы разрушить наследственный материал. Вопреки ожиданиям, дальнейшее развитие эмбрионов завершалось так же, как и у неповрежденных яиц.
Эти предположения подкреплялись работами немецкого учёного Г. Дриша, доказавшего, что экспериментально вызванные резкие отклонения могут и не помешать благополучному развитию. При этом отдельные части организма формируются вовсе не из тех эмбриональных структур, что в норме, но всё же формируются [41, 66]!
Уже в советское время, в 1923 г., А.Г. Гурвичем был выполнен эксперимент, подтверждающий его первоначальную точку зрения.
Корешки двух луковиц расположили под прямым углом по отношению друг к другу на расстоянии 2-3 мм. При этом кончик одного корешка был направлен строго на зону клеточного размножения другого. Оказалось, что нечто, исходящее из кончика корня-индуктора, заставляло активнее делиться клетки корня-детектора.
Дальнейшие исследования выяснили, что речь идёт именно об излучении, а не о летучих химических веществах. Воздействие распространялось в виде узкого пучка – стоило слегка отклонить в сторону индуцирующий корешок, эффект пропадал. Пропадал он также, когда между корешками помещали стеклянную пластинку. А вот если пластинка была из кварца, эффект сохранялся! Это подсказывало, что излучение было ультрафиолетовым.
Позже его спектральные границы установили более точно — 190-330 нм, а среднюю интенсивность оценили на уровне 300-1000 фотонов в секунду на квадратный сантиметр. Иначе говоря, «митогенетические лучи», открытые Гурвичем, представляли собой ультрафиолетовое излучение среднего и ближнего диапазона чрезвычайно низкой интенсивности [64, 65, 36] (по современным данным, интенсивность их ещё ниже — порядка нескольких десятков фотонов в секунду на квадратный сантиметр) [35].
Работы А.Г. Гурвича по митогенезу до Второй мировой войны были весьма популярны в нашей стране и за рубежом. В его лаборатории активно изучали процессы канцерогенеза, в частности, было показано, что кровь онкологических больных, в отличие от крови здоровых людей, не является источником митогенетического излучения. В 1940 году учёному за работы по митогенетическому изучению проблемы рака присудили Сталинскую премию.
Однако «полевые» концепции Гурвича никогда не пользовались широкой популярностью, хотя и вызывали интерес [66]. В окончательном варианте «Теория биологического поля» была опубликована в 1944 году [41]. В ней резюмировалось, что гены не обладают всей полнотой наследственной информации и дополнительным информационным источником является сверхслабое ультрафиолетовое излучение, кванты которого выделяет за счёт реакции гликолиза каждая клетка живой ткани во время деления («митогенетические лучи Гурвича»). Катализаторами для этих процессов могут служить психоэмоциональные, нейроэндокринные, интоксикационные и природные факторы, способные повышать интенсивность излучения вплоть до разрушения клетки.
С развитием техники стало ясно, что свечение при химических реакциях (хемилюминесценция) – не такая уж экзотика. Слабое свечение сопровождает по существу все химические реакции, идущие с участием свободных радикалов. Собственное свечение животных клеток и тканей обусловлено преимущественно реакциями перекисного окисления липидов и реакциями, сопровождающими взаимодействие окиси азота и супероксид-радикала (О 3- ) [35, 80].
Казалось, что после успешной расшифровки генома человека и нашумевшего клонирования овечки Долли все вопросы по проблеме передачи наследственной информации решены. Однако, вскоре широкая общественность узнала, что около 80 % генов в организме человека и мыши идентичны [47], а вероятность успеха при клонировании млекопитающего составляет ничтожно малую цифру – 0,36%. Из 2500 яйцеклеток овцы было получено тридцать клонированных животных (Долли стала такой знаменитой, поскольку появилась первой), из них только десять были признаны относительно здоровыми. Остальные либо погибли, либо родились со значительными дефектами: некоторые заметно отставали в росте, другие, наоборот, росли неестественно быстро, при этом все преждевременно старели.
По-видимому, законы Грегора Менделя оказались точны лишь для гороха. Не исключено, что генетический код, на который возлагалось так много надежд, дал только одно скромное достижение, объяснив, как синтезируются белки. Но гены, отвечающие за производство белков, – это одно, а гены, определяющие пространственно-временную структуру биосистем – это совсем другое [150].
В начале XXI века генетику всё более замещает молекулярная биология, а дальнейшие успехи в изучении наследственности связываются с эпигенетикой – новым направлением молекулярной биологии, изучающим наследственные функции гена, не связанные с первичной структурой ДНК [98]. В этой связи идеи А.Г. Гурвича, реализованные на современном уровне, вновь обрекают привлекательность и возможно могут пролить свет на тонкие механизмы висцеро-соматических и висцеро-висцеральных взаимоотношений.
В 1966 г. тогдашний ректор Новосибирского медицинского института, профессор В.П. Казначеев (фото 9) с соавторами, развивая идеи А.Г. Гурвича, высказал мысль о возможной информационной роли световых потоков, излучаемых биологическими объектами, в межклеточных и межтканевых взаимодействиях.
В качестве модели была использована система двух одинаковых тканевых культур, размещенных в изолированных герметически укупоренных кюветах таким образом, что между клетками сохранялся лишь оптический контакт через стеклянную или кварцевую пластинки. При этом одна из тканевых культур подверглась воздействию инфекционного агента (вирусы Коксаки или чумы птиц).
Оказалось, что если клетки разделяет нормальное стекло (не пропускающее ультрафиолетовое излучение), то вторая культура остаётся здоровой. Если же используется кварцевое стекло (пропускающее ультрафиолет), то заболевает и вторая культура, хотя она не имела прямого контакта ни с вирусами, ни с первой культурой.
Открытый В.П. Казначеевым, Л.П. Михайловой и С.П. Шуриным «зеркальный цитопатический эффект» позволил сделать вывод о наличии дистантных межклеточных взаимодействий, лежащих в спектре ультрафиолетового излучения. Вероятно, это излучение содержит информацию о процессе умирания заражённых клеток, воспринимаемую здоровой культурой [97, 98, 335].
К настоящему времени исследования по «зеркальному цитопатическому эффекту» воспроизведены в ряде лабораторий нашей страны и за рубежом. Например, эксперименты С. Смита и Ж. Монро [335, 13] показывают, что определенные электромагнитные колебания могут вызывать такие же аллергические реакции, как и введенный аллерген.
Ксен Чен (Институт биофизики, Пекин) наблюдал, что «оптический контакт» между двумя порциями крови влияет на характер иммунных реакций, протекающих в них [13].
К сожалению, несмотря на огромный авторитет в науке,академик В.П. Казначеев не избежал критики за свои достижения в биоэнергоинформатике со стороны руководителя комиссии по борьбе с лженаукой РАН академика Э.П. Круглякова, внёсшего его в неофициальный список учёных, рекламирующих псевдонаучные концепции [222, 124].
В наши дни впечатляющие данные по регистрации сверхслабых излучений от биологических объектов получены руководителем Международного института биофизики (Марбург, Германия) Фрицем-Альбертом Поппом (Fritz-Albert Popp). Считая себя последователем А.Г. Гурвича, Ф.-А. Попп (фото 10) на основе разработанной им технологии биофотонного анализа пришёл к выводу, что от всех организмов исходит слабый свет. Интенсивность этого свечения можно сравнить со светом свечи, находящейся на расстоянии 20 км от наблюдателя. Такая сила свечения соответствует излучению нескольких фотонов в секунду [326].
По мнению Поппа, клетки, подобно лазерам, излучают строго когерентные биофотоны, являющиеся универсальными носителями информации. С их помощью биологические структуры общаются между собой, направляя друг другу сведения о своем состоянии, координируют и согласовывают свои действия. Получив биофотон, клетка индуцирует аналогичный световой импульс. Таким образом, поле биофотонов пронизывает весь организм, благодаря чему информация может поступать в любую часть тела со скоростью света [267].
Чувствительность биообъектов лишь к очень слабому излучению определённого диапазона не случайна. Это предохраняет их от воздействия со стороны обычного «светового шума». Всего один фотон может запустить процесс деления, в то время как на окружающий мощный рассеянный свет клетка может и не реагировать [322].
Фото 10. Фриц-Альберт Попп
Директор Международного институт биофизики (Марбург, Германия). Последователь идей А.Г. Гурвича, автор методики биофотонного анализа
По мнению оппонентов Ф.-А. Поппа, биофотонное излучение всего лишь побочный продукт жизнедеятельности – обычная эмиссия квантов света, которая сопровождает многие биохимические реакции и не несет регуляторной информации.
В 1979 г. основоположник современной иридологии J. Deck (см. раздел 2.1.) совместно Ф.-А. Поппом выдвинули оригинальную гипотезу, состоящую в том, что каждая клетка живой ткани содержит суперголографическую информацию обо всех клетках организма. Авторы постулируют три основных положения своей гипотезы.
Итогом работы явилось предположение, что адаптационно-трофические знаки радужной оболочки глаза являются ни чем иным как голографическим проявлением когерентных полей излучения [28].
Известно, что атомная радиация в низких дозах оказывает росто-стимулирующее действие на самые разные растительные и животные объекты (радиационный гормезис). Недавние исследования члена-корреспондента РАН А. М. Кузина и его сотрудников раскрыли механизмы этого явления. По их данным, семена редиса, получившие низкую дозу облучения, не только сами прорастают вдвое эффективнее, чем контрольные, но и стимулируют рост необлученных семян. Эффект сохраняется, если семена-индукторы и детекторы разделяются кварцевой, но не стеклянной пластинкой.
Полученные результаты свидетельствуют, что возбуждение живых систем с помощью ионизирующей радиации запускает в них процессы вторичного излучения уже в УФ-диапазоне. Всё это ещё раз подтверждает данные А. Г. Гурвича, В.П. Казначеева и Ф.-А. Поппа [34, 13].
Естественно, возникает вопрос: нельзя ли создать условия, при которых информация, заложенная в здоровых клетках, будет исцелять больные? Дальнейшее развитее биофизики показало, что это возможно.
Фото 11. Девятков Николай Дмитриевич (1907-2001)
Патриарх российской радиоэлектроники и ее применения в медицине, один из первых разработчиков приборов для миллиметровой микроволной терапии
Примером попыток воздействия подобного рода могут служить успехи некоторых новых методик гомеопатии, электропунктуры и физиотерапии, использующих в своей основе различные варианты биорезонансного (информационно-волнового) воздействия. Их суть заключается в коррекции функций организма электромагнитными излучениями строго определенных (резонансных) параметров [58, 59, 63].
В качестве примера можно привести работы академика Н.Д. Девяткова (фото 11), который вместе с сотрудниками в 60-х годах XX века обнаружил, что электромагнитное излучение крайне высокой частоты (КВЧ), называемое ещё микроволновым излучением миллиметрового диапазона (30-300 ГГц), на определённых, резонансных для конкретной ткани или органа частотах, обладает «информационным» влиянием. Оно способно управлять биологическими процессами на уровне межклеточных взаимодействий, изменяя состояние полимеров воды. Под его руководством были разработаны теоретические основы КВЧ-терапии, начато промышленное производство терапевтических КВЧ-аппаратов серии «Явь» [199, 63].
Английский физик Г. Фрёлих (фото 12) в 1977-1988 годах теоретически обосновал и получил экспериментальные доказательства факта порождения живыми клетками переменных электромагнитных полей, обладающих, подобно лазерному излучению, высокой степенью когерентности (упорядоченности, согласованности) [281, 282]. Основные положения его теории состоят в следующем.
Все живые клетки обладают определённым электростатическим зарядом, который ритмически изменяется под влиянием метаболических процессов, происходящих в них. Естественно, что ритм таких колебаний индивидуален для каждой специализированной тканевой структуры.
Фото 12. Герберт Фрёлих (1905 – 1991).
Английский физик-теоретик. Основные работы посвящены физике твердого тела. Автор теории сверхпроводимости. Разработал теорию когерентных колебаний в биологических системах.
Однако на уровне органа или целостного организма за счёт явлений самоорганизации этот первоначально хаотический процесс упорядочивается, что ведёт к образованию когерентных электромагнитных волн.
В 1964 – 1966 гг. сотрудник Института теоретической физики в Киеве, участник советского атомного проекта профессор А.С. Давыдов (фото 13) попытался применить физические законы, выведенные для неживой материи, к биологии с целью объяснения на молекулярном уровне механизма сокращения поперечнополосатых мышц.
В 1986 г. ему удалось зарегистрировать перенос электронов вдоль пептидных цепей белковых молекул уединенной волной (солитоном).
Он писал: «В молекулярных цепях с ангармоническим взаимодействием между молекулами возможны возбуждения типа акустических солитонов. Такие солитоны представляют собой локальные деформации полипептидной цепи, перемещающиеся со скоростью, превышающей скорость звука. В некоторых случаях солитонные волны могут захватывать электрон и переносить его вдоль цепи. Данный эффект может играть определённую роль и в функционировании биологических систем» [69].
Фото 13. Давыдов Александр Сергеевич (1912 – 1993).
Академик АН Украины, лауреат Ленинской премии, Герой Социалистического Труда, директор Украинского института теоретической физики.
Участник советского атомного проекта. Известен трудами в области нелинейной квантовой меха-ники, физики твёрдого тела.
Давыдовские солитоны стали общепринятым и необходимым компонентом для описания таких явлений, как транспорт энергии и заряда по высокомолекулярным цепочкам, поглощение и испускание электромагнитного излучения биообъектами и т.д.[71]
Исследование А.С. Давыдова дополнили модель Г. Фрёлиха. Стало понятно, что эндогенные поля организма фрёлиховско-давыдовского типа автоматически модулируются структурой биосистемы и несут очевидную информационную нагрузку [12, 70].
В настоящее время высказывается мнение, что бегущие по нервам импульсы – не просто волна деполяризации, а всё те же солитоны, несущие дополнительную кодово-частотную информацию [14, 15].
С.В. Петухов [187] попытался применить солитонный подход к описанию деятельности мышечной системы животных в различных её приложениях. В качестве примера им рассмотрен механизм ползания улитки Helix, происходящий за счет пробегания по ее телу одногорбой волнообразной деформации с сохранением своей формы и скорости.
При одном варианте ползания улитка последовательно растягивается в виде волны, идущей по вентральной поверхности ее тела спереди назад. При другом, более медленном варианте, происходят деформации локального сжатия, идущие в обратном направлении от хвостовой части к голове. Оба типа волновых деформаций (прямой и ретроградный) могут реализовываться одновременно со встречными столкновениями между ними. Волны при этом не разрушаются, что характерно для солитонов.
Автор подчёркивает, что, несмотря на то, что при локомоции животного в его мышечной системе одновременно происходит множество автоволновых проявлений, для солитонных моделей проблемы взаимного уничтожения сталкивающихся биомеханических процессов не существует в принципе в силу их способности к неразрушающим столкновениям.
Способность сократительного аппарата мышц к самоорганизации ритмических волновых процессов поясняется на следующих примерах.
У человеческого эмбриона в возрасте трех недель первым в движение приходит сердце. Начало сердечной деятельности обусловлено какими-то внутренними энергетическими механизмами, так как в это время сердце еще лишено нервных связей, кроме того, еще нет крови, которую надо перекачивать. Аналогичные явления происходят при возникновении сердечных биений в яйцах и икринках животных, куда подвод энергии извне минимизирован существованием скорлупы и других изолирующих покровов. Подобные формы энергетической самоорганизации и самолокализации первоначально были выявлены в небиологических полимерных средах.
Для объяснения систем соответствия и подобия в организме можно попытаться привлечь работы известного в определённых кругах молекулярного биолога П.П. Гаряева, хотя они и не признаны официальной научной общественностью [45, 48, 44, 46, 47].
Развивая идеи своих предшественников, учёный пытается доказать, что генетическая память имеет голографически-волновую природу. Утверждается, что хромосомы, точнее их ДНК, излучают не только лазерный свет от ультрафиолета до инфракрасного диапазона, но ещё и звук.
В 1980 г. А.Н. Мосолов из Новосибирска с помощью световой и лазерной микроскопии обнаружил в клеточных ядрах (хромосомах) живых тканей некие вибрирующие (звучащие) сферические структуры.
В 1985 г. группе под руководством П.П. Гаряева (фото 14) при исследовании излучения фотонов с поверхности ДНК in vitro удалось зафиксировать долго не затухающие сложно модулированные по частоте колебания звукового диапазона. Первоначально это крайне необычное наблюдение было принято за экспериментальную ошибку. Лишь через 6 лет исследователи решились вновь повторить эксперименты. Было подтверждено, что живые клетки, их ядра, а так- же выделенная из хромосом ДНК действительно генерируют акустические поля, напоминающие «незамолкающую сложную мелодию с повторяющимися музыкальными фразами». Такие повторы по ряду признаков походили на солитонный процесс фрёлиховско-давыдовского типа.
Фото 14. Гаряев Пётр Петрович (родился в 1942 г.).
Кандидат биологических наук, академик Российской академии ме-дико-технических наук, академик РАЕН. Автор теории «волнового генома».
Впоследствии П.П. Гаряевым, А.А. Березиным (Отдел теоретических проблем РАН) и А.А. Васильевым (Физический институт РАН) было высказано предположение, что излучаемые хромосомами электромагнитные волны свето-звукового диапазона являются источником эпигенетической информации.
У бактерий «бессмысленных» участков вообще нет, у дрожжей они также почти отсутствуют. По мере повышения уровня организации живого организма накапливается все больше некодирующей ДНК.
Есть мнение, что «мусорная» часть ДНК является кладбищем генетического материала вирусов, локализованного и инактивированного клеткой. Предполагают также, что «эгоистические» участки могут оказаться резервуаром эволюции или складом «запчастей». Возможно, клетка использует фрагменты некодирующей ДНК для ремонта поврежденного участка двойной спирали.
С точки зрения авторов ГБВ-модели «мусорная» часть ДНК представляет собой главную «интеллектуальную» структуру всех клеток. Её жидкокристаллический континуум является нелинейно-оптической средой, способной в определенных условиях функционировать как лазер с перестраиваемыми длинами волн, а также как лазер на солитонах («фрёлиховских модах»).
Работая над теорией волнового генома, исследователи группы П.П. Гаряева показали, что для описания живого человека в гене должно содержаться, как минимум 1025 Бит информации, в то время как ДНК способна хранить максимум 115 Бит. Что же является дополнительным источником наследственной памяти?
Все эти субстраты формируют в живом организме подобие дифракционных решеток. При попадании на них лазерного излучения, генерируемого хромосомой, в акустических, инфракрасных, ультрафиолетовых и других диапазонах формируется объёмная голограмма [56].
Ещё во время первых экспериментов с газоразрядной визуализацией С. Кирлиан (см. раздел 1.2.) решил проверить, как на снимках будет выглядеть свежий срез листа какого-нибудь дерева. На удивление исследователя вместо листа с отрезанной частью на фотопластинке проявлялся абсолютно целый лист. Этот эффект сохранялся в течение многих часов. Только на следующие сутки отрезанная часть стала исчезать с негатива.
Вместе с тем, каждый живой организм посредством эндогенных излучений непрерывно передает в пространство информацию о строении, функциях и состоянии составляющих его структур. При патологии над «больной» частью тела конфигурация поля изменяется, что обусловлено метаболической активизацией или, наоборот, вялостью энергетических процессов в данной области.
Важно понять, что нет непреодолимой границы между генами и другими клеточно-внеклеточными биополимерами, являющимися супергенами,тем самым подчёркивается принципиальная нелокальность генома. Более того, гены могут быть составной частью голографических решеток супергенов и регулировать их полевую активность.
По мнению П.П. Гаряеева и его соавторов, кодировка и считывание информации в генах и супергенах осуществляется по принципу фрактальной инвариантности.
Первым (нуклеотидным) уровнем этой сложной иерархии является «канонический» генетический код, состоящий из 4 букв (аденин, гуанин, цитозин, тимин) – по числу нуклеотидов, что позволяет составить 64 трёхбуквенных слова – по числу возможных комбинаций нуклеатидных триплетов. Этого с избытком хватает для кодирования всех 20 аминокислот.
Второй (аминокислотный) уровень располагает уже 20-буквенной азбукой (по числу аминокислот), что позволяет программировать синтез огромного разнообразия белков.
Следующей ступенью этой иерархии может быть последовательность белковых доменов и т.д.
Таким образом, генетический язык обладает потенциально неисчерпаемым запасом «слов». Кроме того, то, что было в одном масштабе рассмотрения «фразой» или «предложением», в другом – превращается в «слово» или «букву».
Однако на этом многомерность эпигенетического языка не исчерпывается, во многом он сходен с человеческой речью. Действительно, с помощью алфавита можно составить множество слов, но отдельными бессвязными словами невозможно описать ни одно мало-мальски сложное явление. Для построения фраз и предложений требуются законы мышления, грамматики и логики.
Нужно отметить, что со своей стороны классики структурной лингвистики [277, 135] уже давно пришли к выводу, что по фрактальной организации (соотношение фонем, принцип построения фраз и т.д.) все человеческие языки идентичны и, по-видимому, генетически детерминанты.
В отличие от ограниченного триплетного генетического кода, теория квазивербального кодирования способна объяснить, как в геноме зашифрована пространственно-временная структура организма. Это означает, что отдельные клетки могут общаться между собой на волновом «языке», имеющем определенное сходство с образными построениями человеческой речи.
Нельзя не заметить, что смелые и неформальные идеи П.П. Гаряева порой отдают откровенным авантюризмом, хотя в них нет ничего такого, чего не могло бы быть в принципе. Академическая наука теории волнового генома не признаёт, поскольку до сих пор ни одного убедительного экспериментального доказательства её правомочности не представлено [50].
Таким образом, в настоящее время в медико-биологических науках постепенно формируется базис для интеллектуального прорыва в понимании природы ряда необычных биоинформационных и психофизических явлений, необъяснимых в рамках прежних классических представлений. Эти подходы, прежде всего, берутся на вооружение адептами комплементарной (альтернативной) медицины.
Представленные факты и положения в какой-то степени способны пролить свет на материальные субстраты и способ функционирования канально-меридианальной системы человека, а также её роль в обеспечении висцеро-соматических связей в соответствии с принципом подобия.
Тем не менее, не следует оставлять попытки изучения межорганных и органно-тканевых взаимодействий на нейрофизиологическом и нейроэндокринных уровнях регуляции.
