Наука: Пара-мутациями не ограничимся!

Автор: Дмитрий Шабанов

Французские ученые опубликовали результаты исследования, вызвавшего разговоры об очередной трещине в фундаменте гордого здания современной генетики. На самом деле, очередной раз захрустели лишь школярские упрощения, широко распространившиеся в науке о наследственности и за ее пределами.

Вспомните школьный курс биологии. Вам авторитетно доказывали, что признаки организмов определяют гены — участки ДНК. Изменения в этих участках возникают-де лишь как непредсказуемые поломки, отражающиеся на клетках и организмах — контейнерах генетической информации. Верные РНК помогают переносить информацию с величавой ДНК к исполнительным роботам-рибосомам. Естественному отбору предписано подхватывать и копировать последствия случайных ошибок в ДНК, в результате чего сами собой якобы могут появляться полезные признаки. Их накопление и породило нас с вами и весь тот живой мир, в котором нам выпало жить.

С приведенными рассуждениями согласится не только добросовестный школьный учитель, но и бо,льшая часть биологов-профессионалов, которые занимаются другими проблемами. Но от действительного состояния науки (обсуждаемого, перепроверяемого, подвижного совместного знания) эта картина чрезвычайно далека.

Большинство важных для выживания признаков (свойств) организма не заданы в ДНК, а возникают в результате индивидуального развития организма как целого. Указать конкретную причину и ее следствие в путанице проявляющихся в развитии взаимосвязей обычно невозможно. Это удается или в случаях какой-то поломки (поломался ген — исчез фермент — бактерия не может использовать питательную среду), или в тех ситуациях, когда есть два устойчивых возможных пути развития и хорошо отлаженный генетический переключатель между ними (растения гороха с желтыми/зелеными и гладкими/морщинистыми семенами в опытах Грегора Менделя). А вот на те признаки, которые определяют жизненный успех или неудачу соответствующего норме организма, влияет весь генотип и еще много факторов сверх того. Даже зная все начальные условия, мы не сможем точно предсказать, по какой именно траектории пойдет развитие организма. К сожалению, стройной классификации признаков по уровню их предопределения в ходе развития до сих пор нет. В результате выводы, полученные при исследовании простейших биохимических признаков, переносятся на всю совокупность свойств организмов.

ДНК и другие носители наследственной информации — не причины бытия клеток и организмов, не их «истинная суть» («КТ» #567), а их инструменты, которые, кстати, при необходимости могут целенаправленно перестраиваться. Некоторые изменения ДНК вероятнее остальных и чаще происходят именно тогда, когда в них возникает потребность («КТ» #585).

Система считывания информации с ДНК кроит и видоизменяет текст, с которым взаимодействует. РНК, образованная в результате этого взаимодействия, претерпевает разнообразные перестройки, механизм которых изучен лишь частично. Свойства белков, синтезирующихся на рибосомах, зависят и от их аминокислотной последовательности, восходящей, с учетом всех перипетий, к последовательности ДНК, и от взаимодействия с другими молекулами.

Вопреки желанию любителей простоты, которым хочется в каждом случае узнать об однозначном соответствии между элементарной причиной и конкретным следствием, сложные системы обладают целостными свойствами и нередко способны передавать (наследовать) свои свойства во времени. Приведем один пример. Что и как делается в том или ином месте клетки, определяет цитоскелет — совокупность белковых тяжей, пронизывающих всю клетку. Это они транспортируют и сортируют разнообразные клеточные детали. А у инфузорий цитоскелет отвечает еще и за слаженную работу бесчисленных ресничек, находящихся на поверхности тела. Если с помощью микрохирургии вырезать участок поверхности инфузории, повернуть на 180° и вставить обратно, реснички на нем будут загребать в сторону, противоположную общему движению. И вот что удивительно: такой участок может сохраниться и в нескольких поколениях потомков оперированной инфузории! Архитектура цитоскелета столь сложна и целостна, что может передавать свои свойства при делении клеток.

Изучая проявления наследственности, мы стоим перед таким клубком взаимосвязей, полное распутывание которого — сверхчеловеческая задача. Цепочка ДНК-РНК-белок-признак — лишь один из множества путей. Естественно, что когда удалось описать столь простой информационный канал, возникла иллюзия, что с его помощью можно объяснить все свойства организмов. Но теперь один за одним становятся известны фрагменты альтернативных путей, например, передачи информации от белка к белку, от РНК к ДНК и т. д. Каждое подобное открытие сопровождается разговорами, что «традиционная генетика опровергнута». Один из последних примеров — обнаружение у резуховидки Таля (Arabidopsis Thaliana, хорошо изученного экспериментального растения) способности исправлять мутантные гены в своем генотипе («КТ» #585). Предполагалось, что ключевую роль в этом играли молекулы РНК, которые «помнили» естественное состояние гена и возвращали мутантов к норме.

Так что же удалось обнаружить на сей раз?

Мино Рассользадеган (Minoo Rassoul-zadegan) и его коллеги из института INSERM во Франции работали с генетически измененными бурыми хомячками (Scotinomys)[Это уже не травка-резуховидка, а хомяк-скотиномис, млекопитающее, с генетической точки зрения — почти человек], близкими родственниками мышей. Они использовали линию хомячков с искусственно вызванной мутацией гена Kit. Как вы помните, продвинутые организмы обычно обладают двумя версиями большинства генов, расположенными в одинаковых местах материнской и отцовской хромосом. Хомячки с двумя мутантными версиями гена Kit гибнут, носители мутантной и нормальной версий несут характерные белые отметины на шерсти, а носители двух нормальных генов имеют (должны иметь!) нормальный внешний вид. Однако выяснилось, что внешние признаки мутации сохранялись и у тех генетически нормальных хомячков, отцом, матерью или более отдаленным предком которых были хомячки с мутантными генами. Этот феномен называется парамутацией.

Генетически нормальные, но внешне измененные особи передают проявления аномалии в потомстве в течение нескольких поколений (хотя и с постепенным ослабеванием). Что же переносит информацию от предков к потомкам, если не гены?

Выясняется, что синтезированная на мутантных генах РНК разбивается на фрагменты, но сохраняется в клетке (вероятно, связываясь с какими-то переносчиками). Особенно много таких фрагментов оказывается в половых клетках. В клетках генетически нормальных потомков эти РНК вмешиваются в работу нормальных генов и каким-то чудом воспроизводят аналогичные себе молекулы. Вероятно, в их присутствии синтезируемая по нормальному гену РНК оказывается аномальной. Тут есть какая-то аналогия с «работой» прионов — молекул белка с измененной пространственной укладкой. «Нормальные» белки, которые клетка синтезирует в присутствии прионов, сами становятся прионами. «Нормальная» РНК, которую синтезирует клетка в присутствии мутантной, становится такой же.

А что касается повышенного содержания РНК в половых клетках… Чарльз Дарвин на склоне лет сформулировал гипотезу пангенезиса. Согласно ей, клетки всего тела отряжают в половые клетки особых «гонцов». Благодаря этому в половых клетках собирается-де информация о текущем положении дел в организме. И как же смеялись над автором этой гипотезы![Мир, в котором мы живем, устроен так хитро, что придумать нечто совсем не отвечающее действительности почти невозможно]

Особенность описываемых экспериментов состоит в том, что к нетрадиционному воспроизводству оказалась способна информация мутантного гена, созданного искусственным путем. Мы имеем дело не с исключительным свойством данного гена, а с некой «боковой дверью», которой, наверное, могут воспользоваться и иные информационные потоки. И на основании этого обстоятельства можно сделать серьезные выводы.

Успехи техники предопределили использование технических аналогий в наших попытках понять живые системы. Как хочется выделить в клетке блок хранения информации, пути ее кодифицированной передачи, исполнительный блок и прописать четкие алгоритмы взаимодействия между этими и другими подсистемами! Так жизнь была бы устроена, если б ее создал разум, подобный нашему.

На самом деле жизнь сделала себя сама, пройдя через бесчисленные попытки нащупать решение проблемы приспособления и запоминания удачных выборов. В живой клетке носитель информации, ее читатель, интерпретатор и исполнитель тесно переплетены. Наследственность — не причина эволюции, а ее следствие. Миллиардолетний отбор шел одновременно и на способность организмов вырабатывать удачные признаки, и на способность передавать эти признаки потомкам. То, что не может быть тем или иным путем передано по наследству, не имеет эволюционной перспективы. «Нормальное» генетическое наследование, конформационная передача информации между белковыми молекулами (как в прионах), «память» цитоскелета, парамутации и, вероятно, многое другое — разные, взаимодополняющие механизмы решения проблемы передачи потомкам важных для выживания признаков.

Кстати, главная причина, которая сделала человека человеком, является решением той же самой задачи. Мы — вид, специализированный на приспособлении путем культурного наследования, передачи признака от особи к особи благодаря научению. Наш эволюционный прорыв — следствие того, что этот информационный канал оказался гораздо эффективнее генетического и всех прочих. Это быстрый путь, допускающий передачу информации от особи к особи независимо от родства. Он открыт для больших объемов передаваемой (наследуемой!) информации. Но если порыться в информационных потоках и взаимосвязях в наших телах, найдется еще немало «боковых дверей». Держу пари: французская находка — далеко не последняя в этом ряду!

ОПЫТЫ: Управление новостями

Автор: Олег Киреев

News-jockeying (nj’ing, «энджеинг»,) — художественная практика, заключающаяся в том, что во время дискотеки диджей микширует и сводит не музыкальные треки или видеоматериал, а новости, добываемые в ходе интернет-серфинга по новостным агентствам и лентам. В результате чередования различных тематических лент на экране появляются сообщения то о голодающих в Африке, то о развлечениях. Таким образом, практика энджеинга становится источником осведомленности о положении дел в мире, а также создает метафору власти, состоящей на сегодняшний день в управлении новостями. Самый интересный эффект дают новости, которые приходят именно в данный момент.

Честно говоря, когда мне впервые пришла в голову идея энджеинга, я мог представить себе ее воплощение только в Европе. Мне казалось, что такой проект в качестве чисто технологического арта может быть лучше всего сделан на каком-нибудь европейском фестивале, где часто фигурируют всевозможные медиа, в том числе технические и тактические. Тем более что по формату он наиболее уместен именно там — ведь доступны на английском языке, с одной стороны, CNN и прочие медиа-гиганты, а с другой — множество активистских, общественных и прочих сайтов, переполненных драматическим материалом о голодающих и обездоленных. Но на Запад меня приглашать как-то не спешили, и в январе я рассказал об идее энджеинга Алисе Прудниковой, директору екатеринбуржского ГЦСИ (Государственный центр современного искусства). По словам Алисы, она «влюбилась в эту идею», и вскоре мы готовили проект «Свои медиа», в рамках которого я показывал коллекцию анархического самиздата 90-х, делал первую презентацию «Поваренной книги медиа-активиста» и — да, энджеинг.

Энджеинг должен происходить в ночном клубе или на фестивале, когда звучит музыка. Для создания музыкального фона я пригласил своего старого товарища, заслуженного московского арт-ветерана и тусовщика DJ Осадчего. Перед вылетом из Москвы (я в то время был уже в Екатеринбурге) он написал мне: «Что играть, пока не знаю, но сориентируюсь». Я подогнал ему диск со своими любимыми революционными треками, из которых он использовал два: «Underground network alternative communication» группы Antiflag и «Песню красноармейца» из «Неуловимых мстителей» в исполнении Егора Летова. Люди могут танцевать, тусоваться в баре и ненавязчиво смотреть поступающие новости. Ноутбук должен поддерживать режим двойного десктопа: на одном ты серфишь по Интернету и делаешь copy-paste в другой, который, в свою очередь, проецируется на стену клуба.

Екатеринбургский клуб, где я впервые проводил энджеинг, назывался «Посторонним В». По стенам вились изображения грибов (вероятно, галлюциногенных), в световой/цветовой палитре преобладал красный. Было 28 января, температура за окном — почти минус тридцать. У меня были подготовлены закладки с несколькими десятками лент: от ИА Regnum (откуда проще всего извлекать новости о трагических событиях и тяжких судьбах) до svegak.ru, портала, посвященного индустрии развлечений. В ход пошла и «Компьюлента» — хорошо помню, что использовал сообщение о появлении плейера iPod, спроектированного для аквалангистов, чтобы они могли крутить своими ластами настройку на глубине шести метров. Поскольку Стас Словиковский, директор клуба, радушно предложил неограниченно пользоваться баром — коньяк быстро исчезал, сменяясь текилой. Сеанс продолжался примерно три часа, между часом и четырьмя ночи. Одной из животрепещущих тем тех дней была дедовщина в Челябинской танковой дивизии. Помню, как кто-то подошел снизу из зала и попросил дать очередную новость на весь экран — «у нас тут многие из Челябинска». Следующим шло сообщение о том, что Ксения Собчак что-то там показала в нужном месте и в нужное время, то есть в прайм-тайм, и только один раз. Как написала впоследствии Алиса в своем ЖЖ, «публика наиболее восторженно встречала всякий жесткач». Где-то ближе к окончанию сеанса я почувствовал, что можно немного ослабить жесткие концептуальные рамки. Помню, тогда появилась одна «внерамочная» новость — о том, что, празднуя свой Новый год, китайцы взрывают петарды.

Самое же удивительное случилось на следующий день, когда я попробовал восстановить, что же было показано прошедшей ночью, и открыть соответствующий файл на диске. В файле обнаружились сплошные нули! Вероятно, произошла какая-то техническая ошибка, но для меня мораль сей басни такова: информация существует только в реальном времени, и что было в Сети вчера — того больше нет.

Второй раз меня пригласили делать энджеинг в Санкт-Петербург в конце мая. Молодой продюсер Алексей Уманский организовывал фестиваль «Re:Branding», и мой номер, одновременно с работой виджея и диджея, должен был его открывать. На сей раз мне не хотелось показывать много «жесткача». Я изменил методику, решив поставить во главу угла несколько тем — «Чемпионат мира по футболу», «Советский Союз», «Афганистан», «Бразилия», «Оружие», — и, выбирая новости, не только серфил по новостным агентствам, но и пользовался Гуглом. Кроме того, из Москвы я захватил валявшуюся в шкафу газету «Известия» за 1988 год, перед началом работы набрал, а потом вставлял в поток текущих новостей некоторые сообщения оттуда.

ГОРЬКИЙ. Корабелы завода «Красное Сормово» уже открыли трудовой счет в честь предстоящего коммунистического субботника, посвященного 118-й годовщине со дня рождения В. И. Ленина. На первом этапе субботника, прошедшего в нескольких цехах, произведено немало сверхпланового металла, собраны стиральные машины «Волна». Понятно, что самое торжественное событие еще впереди, когда 16 апреля по давней традиции с заводского стапеля будет спущен на воду очередной сухогрузный теплоход типа «река-море». Немалый вклад в общий успех внесли бригады судосборщиков Н. Ковалева, А. Белана и другие коллективы. Сейчас на судне полным ходом ведется монтаж различного оборудования, малярные и отделочные работы.

ЛИПЕЦК. Более двадцати пяти тысяч работников производственного объединения «Липецкий тракторный завод» примут участие в коммунистическом субботнике. В этот день здесь изготовят сверх плана пятьдесят тракторов, на сто тысяч рублей запчастей и инструмента и на 16 тысяч рублей товаров народного потребления. На Грязинском культиваторном заводе в день коммунистического субботника выпустят 140 культиваторов и шестьдесят выравнивателей почвы.

ФИНИШИ И СТАРТЫ. Футбол. Харьковский «Металлист», победив на своем поле команду «Ротор» — 1:0, вышел в полуфинал розыгрыша Кубка СССР.

По-моему, энджеинг может в будущем заменить всякую политическую «аналитику». Ее и так уже слишком много. Какой смысл подводить итоги или делать прогнозы в эпоху Интернета, если ты не менеджер по продажам и не политик, исследующий конъюнктуру электората? Каждый из нас ежедневно делает собственный энджеинг — то есть создает собственную «метафору власти, состоящей в управлении новостями». Управление — это то, что ты допускаешь или не допускаешь в собственный мир, а также то, что навязчиво влезает с экрана, когда, открывая свой почтовый ящик, ты не можешь не увидеть, например: «“Татушка” полностью разделась». Но это уже касается так называемой цифровой экологии и того, как производители новостей относятся к потребителям, то есть к нам, и того, что мы согласны потреблять…

ИГРЫ: По-нашему — магия

Автор: Александр Яценко

Сегодня я кратко расскажу о самой популярной из так называемых коллекционных карточных игр (ККИ) — Magic: The Gathering (по-нашему — Магия). Ее сообщество насчитывает около шести миллионов человек, от регулярных участников престижных международных турниров до начинающих любителей, лишь постигающих основы мастерства.

«Физический облик» игры определяется картами — по размеру они такие же, как обычные игральные карты, но кроме картинок содержат еще небольшие текстовые блоки — информативные и иллюстративные. В картинках в основном и заключена первая "К" — коллекционность. Впрочем, для большинства игроков возможность коллекционировать, скажем, Драконов или другой подвид карт (выбор очень широк) не имеет большого значения — ведь на процесс игры изыски изобразительного ряда не влияют.

Карт в Магии много больше, чем в стандартной игральной колоде. Число выпущенных к настоящему времени различных карт достигает шести тысяч. Более того, каждый год выходит еще порядка тысячи, с новыми свойствами. Причем старые карты переиздаются редко, а очень старые не будут переиздаваться никогда.

Игра весьма сложна, и это становится ясно на первом же шаге — сборе колоды. В обычных картах содержимое колоды неизменно, а в Магии у каждого игрока индивидуальная колода. Она составляется из довольно широкого набора карт, допустимых в том или ином формате турнира (турниры четко регламентируются и носят скорее спортивный, чем развлекательный характер).

Магия — не азартная игра на деньги, а интеллектуальное занятие. Несмотря на то что она рассчитана в основном на детей старшего школьного возраста, в серьезных турнирах обычно участвуют студенты, а иногда и совсем взрослые люди. Не так давно на большом европейском турнире я видел бабушку преклонных лет, игравшую с мальчиком лет десяти. Играть в Magic: The Gathering интересно в любом возрасте, особенно людям с математическим складом ума.

Досконально изучить правила Магии не так-то легко, но основы можно разъяснить за полчаса. Для игры «на кухне» этого вполне достаточно, и большинство людей играет именно так, просто для удовольствия. В то же время официальные турниры часто имеют внушительные призовые фонды. Например, недавно трое россиян на турнирах в Питере и Москве выиграли квалификационную оплачиваемую поездку в Гонолулу, куда они и отправились участвовать в соревновании с призовым фондом $250 тысяч. Я не знаю других игр, где на турнире с тридцатью участниками можно выиграть полторы тысячи долларов (цена билета на Гавайи), внеся триста рублей для покрытия административных и судейских расходов.

Многие «технически повернутые» люди (а таких немало среди читателей «Компьютерры») любят эту игру в классическом «картонном» варианте, однако у нее имеется и онлайновая версия (Magic Online), доступная в любое время и в любом месте.