Николай Викторович Бодягин
Поле кода. Искусственные генетические машины
1.6. Эпигенетика
Эпигенетика изучает наследуемые изменения в фенотипе, механизм возникновения которых не связан с изменениями исходной последовательности ДНК. Такие изменения могут сохраняться при делении клетки в течение всей её жизни и передаваться последующим поколениям. При этом исходная последовательность генов линейных участков ДНК остаётся неизменной. Предполагается, что этот процесс обусловлен изменениями в профиле экспрессии генов. Но подобные объяснения относятся скорее к следствиям, оставляя причины нераскрытыми. Явления эпигенетики, распространение жизни в пространстве, освоение ею новых диапазонов физических условий, возникновение и развитие различных ветвей жизни, другие чудеса живого не могут быть объяснены с позиций центральной догмы и относительно жёсткой линейной части генома. Она не может быстро и гибко реагировать на внешние вызовы, имеет низкий внутренний потенциал развития и остаётся неизменной в обычных условиях и в течение длительного времени. В этом смысле её вообще трудно идентифицировать как «живую» систему.
Но фактически эпигенетические явления означают, что под воздействием внешних факторов характеристики генома могут довольно быстро меняться, приспосабливаясь к внешним воздействиям.
По моему мнению, это происходит через изменение слабых связей верхних гибких уровней кодировки. Сначала меняются межспиральные связи соседних участков на разных уровнях, расстояния между ними, окружение нуклеотидов. И коль это произошло, то они закрепляются и в дальнейшем наследуются в течение жизни, если, конечно, не происходит новых изменений. При этом линейная последовательность остаётся относительно стабильной. Это означает, что линейная часть генома во всех частях организма одна и та же, а топология верхних уровней может различаться. И это зависит от воздействий, которым подвергалась та или иная область тела. При этом изменения структуры генома даже в локальной области закрепляются в «полевой памяти» всего тела.
Через длительное время количественные изменения в верхних уровнях накапливаются и за счёт перестройки химических связей скачком переходят в качественные – на уровень линейного Кода. Диалектический материализм в действии! Через цепь обратной связи это автоматически меняет и тонкую верхнюю структуру. И так по кругу.
При этом линейная цепь, оставаясь неизменной, постоянно корректирует внешние изменения. Стремясь исключить их влияние, она стабилизирует поля верхних уровней, что позволяет Коду сохранять себя. Это механизм «генетической иммунной системы», и он наверняка тесно связан с иммунной системой организма, которая состоит из врождённой и приобретённой (адаптивной) подсистем. Геном «подобным» образом состоит из жёсткой, неизменной в течение жизни составляющей, воплощённой в линейной последовательности нуклеотидов, и мягкой адаптивной топологической части. И иммунная, и генетическая системы выполняют, по сути, одни и те же функции и используют при этом схожие алгоритмы в отношениях организма с внешней средой. Возможно, на этом лексическое сходство и заканчивается. Но маловероятно, что Природа устраивает части одного и того же разным образом. Такое расточительство ей не свойственно. Универсальность её – это способ экономить, использовать все доступные ресурсы и эволюционно выстраданный метод защиты от неустойчивости.
Я не имею целью обсуждать эту связь подробно. Но очевидно, что если «полевая» концепция генома будет эффективна для генетической составляющей, то гарантирована её положительная роль в понимании других систем организма.
Геном – это гибкий, но при этом чрезвычайно устойчивый механизм. Сохраняя свою целостность за счёт глобально устойчивой спиральной структуры, он вместе с тем демонстрирует способность к изменениям. Это позволяет выживать в эволюционирующем, изменчивом мире. Именно верхние уровни генома ответственны за возможности развития, за богатство биоматерии. Если бы этого свойства не было, то некому было бы его сейчас обсуждать.
В линейной последовательности генома нет участков, кодирующих неизбежный конец организма, нет встроенной программы старения, изначально нет предпосылок смерти, которая всё же неизбежна. Возможно, она начинается с разрушения, деградации, разложения верхних структур. Это наиболее легко деформируемые элементы Кода. «Ошибки» и сбои Кода проистекают из самозамкнутых петель и цепей высших уровней кодирования, подвергаемых неустанным атакам извне. Это в чём-то сходно с процессами, подотчётными второму началу термодинамики.
Разрушение верхней структуры может приводить к потере части Кода, его искажению, распаду полей и, как следствие, сбоям в работе организма как целостной структуры, снижению активности процессов репликации, нарушениям в обмене с внешней средой, потере устойчивости и гибкости и т. д.
Разумеется, линейный Код тоже подвержен деградации. Её причинами могут быть экстремальные внешние воздействия и постепенная деградация верхних уровней, транслируемая и закрепляемая на уровне линейной части.
Что можно изменить? Очень важно, что борьба с негативными воздействиями, со смертью находится в русле собственной эволюционной стратегии Кода. Поэтому мы вправе ожидать от него союзнических отношений и подсказок. Многое можно сделать в части поддержания и восстановления структуры верхних уровней путём имитации и автостимуляции их собственной топологии.
1.7. Динамика генома
У всех типов белковых роботов и клеточных обитателей есть общая матрица ритмов, которую можно, вероятно, описать неким законом. Эта связь простирается в оба направления: вниз к микромиру и вверх к макроуровню. Ритмическая динамика должна наблюдаться и у полей генома. Это наверняка мы увидим в экспериментах. Это основа для вибрационного резонансного управления.
Динамика полей генома определяется не только физико-химическими процессами репликации, но и поддерживается тепловым хаосом, движением организмов, внешними воздействиями и т. д. ДНК в нормальных условиях – это кружащаяся спираль из-за броуновского движения или иных потоков. Поэтому суммарное поле генома имеет сложную динамическую конфигурацию, в которой кроме собственных колебаний есть ещё и внешне индуцированные.
Некоторые следствия:
– геном – это процесс. И это совсем иное представление о нём, нежели о статичной линейной структуре, носителе всей информации о живом. Он может быть папой, или мамой, или ещё кем-то, но не всем сразу;
– ДНК, РНК и белки находятся в постоянном движении, конгруэнтном их структуре. Их частоты – это «гармоническое» разложение некого основного танца на простые составляющие.
Такой вальс жизни наблюдался в важном, но мало заметном эксперименте, проведённом недавно сотрудниками Массачусетского технологического института на примере морских звёзд (Patiria miniata). Жизнь начинается с загадочных волновых возмущений. Когда яйцеклетка оплодотворяется, миллиарды белков разлетаются по ней, при этом возникает спиральное волновое явление – нечто вроде водоворота или завихрения, которое может быть фундаментальной частью зарождения жизни. Этот танец – следствие спиральной формы генома и порождённого ею поля. В момент оплодотворения топологически организованная энергия поля высвобождается, захватывает в оборот массы белков и порождает самовоспроизводимое, конгруэнтное самому себе движение.
Я не думаю, что хаотические вибрации Кода – это бессмысленный смех над собственным величием. Эти колебания служат для его адаптации и синхронизации с изменяющейся внешней средой. Они обеспечивают глобальную связь и интеграцию между всем и вся, единство организма, его устойчивость. Это позволяет Коду, меняясь, выживать. Тепловой хаос позволяет этой сверхумной машине непрерывно прощупывать и актуализировать окружающее пространство, работая, как радар 3Д обзора. Под актуализацией понимается процесс активации и пространственной ориентации соединений, необходимых для работы Кода.
Но думаю, что за этим стоит ещё нечто более важное… Неидеальность спиральной структуры (описана выше) заключает в себе полярность и производительную силу. За счёт неё энергия неупорядоченного теплового движения трансформируется в высококачественную энергию процессов репликации и их продуктов. Это можно описать, сопоставив ритмы веществ – участников процесса репликации и частот молекулярного хаоса.
Эта гипотеза тем более не должна быть удивительной для живой системы, поскольку близкое по физической природе явление обнаружено в неорганическом мире (в сверхчистых кристаллических материалах на нано- и микроуровне) как эффект баллистического резонанса. Фактически он означает, что тепло может течь от холодного к горячему.
Геном условно можно представить как длинный сложно упакованный в пространстве соленоид, по которому протекает электрический ток. Если тело – носитель генома находится в каком-либо движении, то оно неизбежно пересекает линии магнитного поля Земли (речь о суммарном поле: геомагнитном, аномальном, внешнем). Физически это приводит к тому, что в геноме индуцируются дополнительные ЭДС и ток, что в свою очередь может стимулировать активацию генетических процессов.
В этом смысле, вероятно, существует связь активного образа жизни носителя генома, приводящего к многократным пересечениям силовых линий МП Земли, с генетическими процессами. И девиз «Движение – это жизнь» звучит уже не просто как лозунг. По этой же причине, например, магнитные бури могут искажать не только физико-химические процессы обмена, но и генетические процессы репликации. Магнитное поле Земли является антропогенным фактором не только для тел биообъектов, но и для генома. Это обстоятельство подтверждает гипотезу о наличии иерархии собственных полей на всех уровнях организации организмов.
Исходя из этой концепции, можно разрабатывать различные искусственные источники МП для избирательной активации генетических процессов. Скорость перемещения искусственных полей относительно объекта и их интенсивность можно рассчитать исходя из топологии генома, привычных значений скоростей перемещений и характеристик природных полей. Для начала это можно экспериментально проверить на короткоживущих биообъектах.
Активность Кода и его производительность определяются его движением.
1.8. Распространение генетической информации
1.8.1. Дальнодействие
Общепринято, что генетическая информация содержится в линейной цепочке нуклеотидов и транслируется через «классический» химический механизм репликации. Но в таком случае дальность действия информации ограничивалась бы только радиусом межатомных и молекулярных связей. Но фактически она транслируется от каждого носителя Кода на существенно большие, макроскопические расстояния, что и позволяет организму постоянно воспроизводиться. ЭМ и иные поля, в отличие от атомов и молекул, имеют дальнодействующий характер, что позволяет им объединять в единое целое большие протяжённые коллективы, занимающие существенно большие пространства.
Дальнодействие проявляется как взаимодействие полей геномов между собой на значительных расстояниях. Это происходит благодаря свойствам геометрии верхних уровней, порождающей ЭМ поля и излучения, нелокальные по своей природе.
1.8.2. Поля: интеграция в организм
С физической точки зрения, геном – это двойная динамическая магнитная катушка, в которой существуют взаимодействия и устойчивая динамическая интерференция между отдельными витками на всех уровнях спиральной структуры. За счёт этого вся последовательность элементов генома склеена воедино. Это придаёт ей устойчивость и способность к динамической коррекции своего состояния в случае возникновения нештатных ситуаций в любом из звеньев. За счёт встроенной внутренней индуктивности любое изменение в локальной области генома эхо-сигналом разносится не только по отдельной клетке, но и по всему организму.
Отдельные генетические фразы и даже предложения линейной цепи не могут рассматриваться как изолированные и самостоятельные по смыслу и задачам. Каждая из них – это одновременно и информация, и приёмник-передатчик. Так разные области обмениваются информацией, формируя единую полевую картину. Суммарно они содержат план всего организма.
Авторепликация – это синергетичный, полевой, вибрационный процесс. Все его участники, связанные воедино через резонансы и синхронизации, порождают новое качество – жизнь. Эти же механизмы глобально присущи не только живому, но и всей материи. Стоит вспомнить слова Шредингера: «Одного лишь следует придерживаться, а именно: что взаимодействие между микроскопическими физическими системами контролируется специфическими законами резонанса».
Поля от разных клеток и частей тела синхронизированы. Они действуют и сохраняются, как голограмма. Каждая клетка содержит информацию обо всём организме. Эта идея не нова и высказывалась ранее Бомом, Капрой, Шредингером, Девисом, Лемом и другими. Но хотя бы какое-то вразумительное физическое обоснование этой гипотезы возникает при допущении наличия поля у генома.
Внутренние поля, создаваемые буквами алфавита генома, не просто интегрируют и собирают их в предложения, а производят новый смысл, который не содержится ни в отдельной букве или фразе, ни в последовательности целиком. Каждая последующая спираль порождает смысл более высокого уровня.
Интегрированные за счёт резонанса и синхронизации поля ДНК и её партнёров, РНК и белков, образуют уникальный полевой образ биообъекта – интерференционную картину в виде стоячей волны, определяющей рост и развитие организма и эволюционирующей в течение жизни. (Это можно обнаружить, измеряя каким-либо образом поля генома на разных стадиях развития объекта.) Суммарное поле объекта поляризует пространство вокруг него, позволяя ему извлекать необходимые для жизни ресурсы.
Верно и обратное. Суммарная картина поля объекта или связанной колонии объектов может быть деформирована внешним окружением. Это, в свою очередь, может приводить к изменениям внутренних полей и, как следствие, свойств самого объекта. Это верно, в том числе, если внешнее окружение представляет собой ограничивающую объект форму (п. 1.4.4).
Конечно, не стоит упрощать проблему коммуникаций в живом организме до взаимодействия только полей. Нет никаких оснований исключать другие варианты. Например принцип индукции по типу лазера. Но ни один из них, кроме полевого, пока не может быть рассмотрен как физическая основа плана развития организма.
Часть возможных экспериментов по подтверждению изложенных гипотез представлена в п. 1.8.2.
