Будущее начинается сегодня
«Лично я мечтаю, чтобы конструирование предсказуемых биологических систем из отдельных блоков стало обычным делом, — говорит Энди. — Предположим, я хочу создать организм, умеющий считать до 3000. Подхожу к полке с набором готовых генетических деталей, выбираю необходимые, соединяю их в определенном порядке — и через час, а еще лучше через несколько минут все готово!»
Правда, четыре года назад даже о существовании подобного рода элементов можно было только мечтать. А сегодня только у Энди их целый набор. И число флаконов все увеличивается…
Скажем, в прошлом, 2004 году Милан Стоянович из Колумбийского университета получил набор пробирок из ДНК-подобных молекул, которые способны играть на химическом уровне в известные всем «крестики-нолики».
Но это все — игрушки. Практическая цель биологов-синтетиков — создать генетические устройства, встраиваемые в клетки, которые бы могли выполнять практические задачи.
Одна из таких задач, к примеру, — изобретение биологического миноискателя.
Представьте, над минным полем пролетел дирижабль или вертолет и рассеял над ним множество мелких семян синтетического растения. Через 2–3 дня на поле, словно в сказке, стали появляться первые всходы. Некоторые из них отдают желтизной, а какие-то и вообще красные.
Оказывается, ДНК растений обучена реагировать изменением цвета всходов на присутствие в почве тринитротолуола — наиболее распространенной взрывчатки. И чем больше взрывчатки поблизости, тем более яркий цвет имеют всходы.
Словом, через неделю на засеянном поле проявляется карта минного заграждения, где красными кружками четко обозначены противопехотные мины. После этого их обезвредить намного проще. Ведь иначе два сапера за рабочий день могут разминировать всего 10 кв. м территории. А в одной только Африке, по самым скромным подсчетам, по полям рассыпано около 20 млн. противопехотных мин.
Именно такой видит конечную цель своей работы Хомм Хеллинга из Университета Дьюка, который уже сумел перенастроить природные сенсорные белки одной бактерии на связывание тринитротолуола. Теперь осталось встроить ген этой бактерии в наиболее подходящее быстрорастущее растение, чтобы получился биологический миноискатель.
По мнению Брайана Дэвиса из Научно-исследовательского фонда Южной Калифорнии, подобные разработки важны и для медицины, поскольку позволят создать белки, мгновенно разрушающие патогенные микроорганизмы или раковые клетки.
Другие исследователи намерены привлечь синтезированные бактерии, например, к уничтожению ядерных отходов, биологического и химического оружия. «Мы сконструировали микроорганизмы, способные адсорбировать на клеточной стенке тяжелые металлы, а также уран и плутоний, — сообщил один из разработчиков, Джей Каслинг, возглавляющий в Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли отдел синтетической биологии. — Насытившись опасными металлами, они выпадают в осадок, и в итоге мы получаем чистую воду».
В общем, как видите, задумок у ученых предостаточно. Заглядывая же далеко вперед, основоположники синтетической биологии видят перед собой, по крайней мере, три дороги, три пути дальнейшего развития своей науки.
Во-первых, у них теперь появляется возможность изучать организмы посредством их создания, «конструирования», а не только разложения или расчленения на части, как это делалось раньше.
Во-вторых, сама генная инженерия со временем, похоже, станет областью науки, которая будет способна создавать сложные биологические системы с уникальными, наперед заданными свойствами. Скажем, от той же козы, упомянутой вначале, можно будет получать пух не только розового, но и зеленого, фиолетового, да и вообще всех цветов радуги.
Наконец, в-третьих, исследователи уже сейчас думают о возможности создания неких киберов, которые соединят в себе лучшие свойства организмов и механизмов. Их можно будет послать на океанское дно или в жерло вулкана, они смогут жить хоть в адских условиях Венеры, хоть в холодном вакууме космоса, а соображать станут ничуть не хуже нас с вами…
Публикацию по иностранным источникам подготовил С.СЛАВИН
Кстати…
«ТЕЛЕГРАФ» КЛЕТОК
Сенсационное открытие сделали биологи из Великобритании. По их мнению, живые клетки для управления собственными генами пользуются подобием… азбуки Морзе!
Оказывается, что работа клетки, ее рост и размножение управляются различными генами, которые то включаются, то выключаются. Причем в качестве «выключателей» используются определенные сигнальные молекулы. Они движутся от нервной системы в определенном порядке, словно «точки» или «тире» некой телеграммы.
Теперь исследователи учатся читать подобные послания, чтобы затем создать лекарства, которые бы смогли «разговаривать» с больными клетками на их «языке».
Научиться по примеру природы получать из яйца взрослую птицу — мечта современных биологов.
НАД ЧЕМ РАБОТАЮТ УЧЕНЫЕ
Лед как инструмент
Суть практически любого изобретения состоит в том, чтобы использовать привычные свойства того или иного объекта необычным образом. Так, во всяком случае, считает бывший военный строитель, а ныне старший научный сотрудник Военного инженерно-строительного института, базирующегося в Санкт-Петербурге, автор многих изобретений, лауреат премии Совета Министров СССР, кандидат технических наук Николай Артемович СЕДЫХ. И в качестве наглядной иллюстрации к своему суждению он привел примеры разработок, которые были сделаны им и его коллегами.
Пример 1. Бункер для Чернобыля
Со времен Чернобыльской катастрофы минуло, считай, 20 лет. До сих пор нельзя жить в наспех брошенном некогда городе Припяти, а на месте самого аварийного четвертого энергоблока высится уродливое сооружение, именуемое саркофагом, рядом с которым опасно находиться.
Так получилось потому, считает Николай Артемович, что к задаче подошли не с той стороны. Вышедший из строя реактор пытались закидать мешками со свинцом, с бором, песком, цементом и прочими материалами. Но только напрасно подвергли опасности жизни вертолетчиков, многих из которых уже нет в живых.
«На фронте, как известно, наилучший результат при наименьших потерях приносит не атака в лоб, а умелый обход противника с фланга, а еще лучше — внезапная атака с тыла», — говорит Седых.
Если говорить о Чернобыле, Н.А. Седых и его коллеги считают, что к злополучному реактору нужно было подбираться из-под… земли!
«В свое время под тем же реактором прокладывали подземную штольню, поскольку боялись, что радиоактивные материалы из реактора попадут в грунтовые воды, а затем и в реку Припять, а оттуда — в Днепр, — вспоминает Николай Артемович. — И народу при этом тоже пострадало много, а вот толку от этой штольни — чуть. А ведь ее можно и нужно было использовать»…
Суть предложенного Н.А. Седых и его коллегами решения такова.
Из штольни под реактором вверх бурится куст наклонных скважин, по которым непосредственно под фундамент ликвидируемого атомного реактора закачивается жидкий азот. В результате под реактором образуется этакая «линза вечной мерзлоты», которая по своей прочности не уступает бетону.
Так что если теперь начать постепенно убирать из-под «линзы» грунт, все сооружение начнет медленно опускаться вниз. А чтобы сделать этот процесс строго контролируемым, можно подвести под «линзу» сеть гидравлических домкратов.
