Майкл Брукс - Тринадцать вещей, в которых нет ни малейшего смысла
Испытания первой атомной бомбы в пустыне близ Лос-Аламоса научный руководитель Манхэттенского проекта Роберт Оппенгеймер подытожил, по воспоминаниям очевидцев, на редкость лаконично: «Получилось». Однако в снятом спустя несколько лет эпилоге к документальной хронике Оппенгеймер признался, что в тот момент мысли его были куда сложнее. Едва сдерживая эмоции, потупив взгляд и даже смахивая набегающие слезы, он вспоминал:
«Мы знали, что мир уже не будет прежним. Несколько человек смеялись, некоторые плакали, большинство молчало. Мне вспомнилась строка из священной книги индуизма — „Бхагавад-гиты“. Вишну призывает принца исполнить долг воина и, чтобы убедить его, принимает свое многорукое обличье со словами: „Я — Смерть, великий разрушитель миров, несущий гибель всему живому“. Наверное, в тот момент все мы, так или иначе, подумали о чем-то подобном».
Если миру суждено измениться столь же радикально во второй раз, эта новость, несомненно, будет связана с успешным созданием искусственной жизни. Один из таких экспериментов сейчас проводит Стин Расмуссен в сердце пустыни Нью-Мексико, в Лос-Аламосской национальной лаборатории. Если проект осуществится — то есть если «лос-аламосская букашка» хоть когда-нибудь оживет, — это заставит нас пересмотреть свое место во Вселенной. То, что мы зовем жизнью, перестанет быть аномалией.
Наверное, неудивительно, что Расмуссена обвиняют в том, будто он «играет в Бога»; были даже предложения закрыть его проект. Если он хочет отвести подобные обвинения, ему достаточно лишь предъявить список компонентов «лос-аламосской букашки». Развивайся жизнь по его «рецепту», она пойдет иным путем, чем тот, по которому двигались микроорганизмы Пилбары и все остальные обитатели Земли. Собственно, можно утверждать, что «лос-аламосская букашка» — не совсем жизнь, а… крошечный мыльный пузырек. Нечто вроде обычного моющего средства: липидная основа плюс светочувствительный состав, тот самый, что после стирки придает ослепительную белизну вашим рубашкам. Расмуссен шутит — дескать, этакого голема каждый может купить себе в соседней лавке. Так что никакими научно-фантастическими ужасами по «франкенштейновской» линии здесь явно не пахнет.
Макромолекулы моющих веществ представляют собой сложные цепочки жирных кислот и других соединений с противоположными свойствами на концах: один водоотталкивающий, другой, наоборот, водолюбивый. Оказавшись в воде, они выстраиваются наподобие цветочных лепестков: гидрофильные концы обращены наружу, гидрофобные сосредоточиваются в центре. Частицы загрязнителей, будь то нефть или жир, улавливаются в водоотталкивающей сердцевине каждого «цветка» и отрываются от всего, с чем сцеплялись.
Причина, по которой для создания нового поколения жизни был выбран комочек жира (мыло имеет слабый кислотный состав — эти кислоты именуются жирными), довольно проста: он представляет собой весьма удобный контейнер. В водной среде жирные кислоты создают четкую самоподдерживающуюся структуру, для которой лабораторная пробирка — что дом родной. Остается добавить лишь толику генетического материала.
Для этого конструкторы «букашки» не стали использовать ДНК. Ее заменяет ПНК. Буква «П» здесь обозначает «пептид» — короткую цепочку аминокислот, строительных кирпичиков белков. ПНК, как и ДНК, состоит из двух перекрученных нитей аминокислот, но устроена проще, и синтезировать ее много легче. Она не несет никакого электрического заряда, а это означает, что в жировой среде она будет растворяться. Встроившись в маслянистую капельку «букашки», ПНК ждет случая самовоспроизвестись.
Такой шанс выпадает, когда становится жарковато. Если температура поднимается выше определенной отметки, двойные нити ПНК начинают расходиться. При этом на некоторых участках возникают слабые электрические заряды, которые проявляют интерес к молекулам воды. Сама цепочка, основа «букашкиной» генетики, остается внутри жировой капельки, но заряды тянут ее к оболочке. Здесь она встретится с короткими кислотными цепочками, еще более короткими, чем ПНК, — Расмуссен с коллегами предполагают, что эти цепочки будут свободно плавать в воде, образуя своего рода систему жизнеобеспечения. Некоторые из них присоединятся к «обнаженным» основаниям разошедшейся двойной пептидной нити; если какие-нибудь короткие цепочки окажутся «правильными», отделившийся фрагмент ПНК неожиданно для себя обнаружит, что у него появилась пара, которая вместе с ней образует новую двойную нить. Ее электрические заряды нейтрализуются, и она снова растворяется в маслянистой капельке. По мере температурных изменений процесс будет повторяться снова и снова, а генетический код «букашки» — постоянно самовоспроизводиться, с шансами на интересные мутации при каждом новом повороте событий.
Не то чтобы опыт уже завершился. Пока группа Расмуссена добралась только до процессов роста и деления; самовоспроизводства генов еще нет. Но Расмуссен убежден: когда это произойдет (он подчеркивает: именно «когда», а не «если»), «букашка» оживет.
Ну хорошо, как бы оживет. Расмуссен не спорит: если под жизнью разуметь точное подобие нашей с вами, тогда это нечто иное. Но для создания с нуля «настоящей» жизни, по его словам, нужны долгие годы; ведь клетка чрезвычайно сложна, мы еще и половины не знаем о ней. Тем не менее Расмуссен убежден, что по всем рабочим критериям «букашке» суждено стать живой.
У нее будет, например, примитивный обмен веществ, который позволит ей самовоспроизводиться. Некоторые из плавающих в воде кургузых «запчастей» — пептидных цепочек — обретут на одном конце группу светочувствительных молекул. Эти молекулы послужат нейтрализации электрического заряда цепочек, сделав их растворимыми в жировой среде, и «букашка» начнет «поглощать» их. Однако с наступлением утра световое излучение разрушит светочувствительные молекулы; в итоге цепочки снова обретут электрический заряд и начнут искать заряд противоположного знака в окружающей водной среде, для чего им потребуется приблизиться к оболочке «букашки». По мере увеличения уровня освещенности все больше и больше цепочек будет устремляться к поверхности капельки, и в конце концов на оболочке просто-напросто не хватит места для всех. Вот тогда-то, считает Расмуссен, капля и разделится надвое — самовоспроизведется. Этот механизм задуман весьма хитроумно: электрические свойства ПНК не позволят «сырьевым» молекулам влиять на генетику «букашки», и, следовательно, процесс роста будет замечательным образом отделен от генетических мутаций.
Впрочем, вообразить, что эта жировая капелька и есть жизнь, пока еще очень трудно. Кстати говоря, та самая редакционная статья журнала «Нейчур», которая подвергала критике само определение понятия «жизнь», задавалась еще и вот каким вопросом: а можно ли вообще попытки сконструировать организмы «с нуля» назвать «сотворением жизни»? Глядя на иные проекты, конкурирующие с идеей Расмуссена, хочется ответить: «Нет». Возьмем для примера опыты Крейга Вентера.
Ни для кого не секрет, что от мочеполовых инфекций ждать добра не приходится. Однако Вентер — человек, задумавший превратить расшифровку человеческого генома в частное предприятие, — вряд ли согласится с этим. Он тоже занимается искусственной жизнью, стараясь раскрыть загадку с помощью бактерии, портящей людям настроение при каждом заходе по малой нужде.
Mycoplasma genitalium была впервые обнаружена в начале 1980-х в моче пациента, страдавшего негонорейным уретритом. Оказалось, что болезнетворный микроб, поражающий мочеполовые пути, обладает самым куцым геномом среди всей живности на планете. У человека генов насчитывается примерно 30 тысяч, у микоплазмы гениталиум — всего 517. Да и из тех почти триста не несут, судя по всему, никакой полезной информации.
Вентер возглавлял исследовательскую группу, расшифровавшую геном этой бактерии в 1995 году. Относительная простота ее организма подсказала идею определить методом исключения гены, действительно нужные для сохранения вида. Как только их набор сведется к абсолютно необходимому минимуму, тут-то мы, по словам Вентера, и постигнем самую суть жизни. А заодно создадим ценную биофабрику: Вентер собирается заменить «лишние» гены в ДНК бактерии другими, которые позволят ей, допустим, синтезировать инсулин. Несомненно, это и есть причина, по которой Вентер собирается сделать следующий сомнительный ход — запатентовать минимальный геном.
Ученый уже выделил гены, необходимые для такого минимального организма, и синтезировал их. Сейчас, когда пишется данная книга, осталось только внедрить эти гены в бактериальную клетку, из которой удален ее собственный геном. Вентер уже доказал, что его группа в принципе способна выполнять такие генные трансплантации; стало быть, дело не в технических препятствиях. Однако, хотя Вентер похваляется, будто делает важный шаг на пути к сотворению жизни, по сути, то, что он создает, — вовсе не жизнь, а новый вид бактерии. Биофизик Дэвид Димер из Калифорнийского университета в Санта-Крусе выразился еще жестче. По его словам, тварь, которую пытается произвести на свет команда Вентера, — всего лишь «существующий организм, подвергнутый радикальной переделке».
