• Бели, как Вы говорите, клетка — это центральный объект биологии XXI века, то для изучения клетки на новом уровне, ско­ рое всего, понадобятся и новые подходы. Будет ли это под силу би­ ологии, или основные надежды возлагаются на системный (меж­ дисциплинарный) анализ?

• Да, рубеж веков ознаменован громадными достижениями не только биологии, но и ряда других наук. И многие из этих результа­ тов вселяют уверенность, что мы открываем новую страницу в биоло­ гии. В том числе и исследование клетки теперь будет проводиться ип качественно новом уровне, обеспеченном в значительной мере как углублением и накоплением наших знаний, так и совершенствова­ нием экспериментальной методики и аппаратуры или развитием иредств сбора, обработки, передачи и хранения информации. Так что отделить вклад физика, химика или программиста в данных экспери­ мента от вклада биолога год от года будет все сложнее. Каждый из них в известной мере станет владеть несколькими профессиями. Кроме того, недалек тот день, когда результаты любого только что •ыполненного исследования будут, как уже упоминалось в нашей беседе, немедленно интегрироваться со всем массивом накопленной прежде информации, что позволит заметно изменить саму концеп­ цию научных исследований, радикально усовершенствовать их пла­ нирование и повысить эффективность. Вот лишь один пример подоб­ ных перемен в самой философии исследователей, пример постановки an дач, еще недавно немыслимых в биологии: сегодня уже многие уче­ ные включились в работу, направленную на создание действующей математической модели живой клетки.

• И что же это значит?

— Что вскоре появится сверхсложная компьютерная про­ грамма, запустив которую, можно будет увидеть на мониторе клетку с содержащимися в ней ядром, мембраной, цитоплазмой, А главное — воспроизвести весь ее генетический аппарат. В этой модели клетка будет обмениваться сигналами с окружающей сре­ дой, реагировать на изменения в ней, адаптироваться к ним и т. д.

Эта модель будет разительно отличаться от тех примитивных • школьных» моделей, которые можно увидеть сейчас.

— Говоря о примитивизме «школьных» моделей, Вы подразу­ меваете несовершенство современных научных взглядов в целом?

23

— Разумеется, не всех, а лишь некоторых нынешних предст лений о том, как живет и работает клетка. Эта модель уже буд представлять собой не просто учебник, оживленный компьюте ными средствами. Нет, я говорю о модели, адекватной действ тельности, точно воспроизводящей состояние живой клетки, ре гирующей на изменения окружающей среды. И, что важнее всег эта модель будет обладать предсказательной силой, т. е. с ее п мощью мы приблизимся к управлению клеткой. Так что это буде1 не только великий теоретический, но и громадный практически! прорыв, ибо мы сможем совершенно иначе подходить, допустим к созданию лекарств. Просто введем в модель те или иные дополни тельные параметры (химические вещества или иные воздействия и посмотрим, как они действуют на клеточный метаболизм, на «са мочувствие» клетки. И это уже не фантазии, такая работа действи тельно начата: создаются международные программы, формули руются масштабные проекты. Один из них предусматривав¹: разработку модели клетки знаменитой кишечной палочки, кото рая наряду с мушкой дрозофилой стала модельным объектом, ми шенью для отработки множества методик, да и просто символе биологии в XX веке.

Большой коллектив ученых разных специальностей напря женно трудится, рассчитывая лет через десять добиться резуль тата. Что ж, это будет и подлинный прорыв в фундаментально науке о живом, и воплощение невиданной прежде интеграци разных научных направлений, ибо в этой работе будут на равны участвовать и биологи, и химики, и физики, и математики. Во' такой я представляю себе науку о живом в XXI веке, науку, кото рая уже перестанет быть чистой биологией, а станет интегрально наукой.

• Означает ли это, что в перспективе биология, создана подобные виртуальные системы, которые можно будет проверять погружая в реальность, как бы вберет в себя и математику, и фи зику, и химию? И хватит ли ей этого, чтобы, используя результат исследования очерченной Вами модели, в не таком уж отдаленно будущем создать искусственную клетку, синтезировать искус ственные гены? Ведь некоторые ученые уже изрядно взбудора жили общественность такими прогнозами.

• Искусственные гены можно синтезировать уже сейчас. А перспектива-то вовсе не фантастическая. Это вполне реальная осмысленная задача нынешнего века. Тем он и будет отличаться от' предыдущего, в котором исследователи все свое внимание концен­ трировали на изучении отдельных генов. Этот же век будет веком

24

•чшомов, т. е. генетического аппарата клетки как целого, в котором неразрывно связаны между собой многие тысячи генов.

• А какова роль российских ученых в этой величественной программе? Ведь не секрет, что во многих экспериментальных ис­ следованиях, требующих огромных средств, нашим институтам трудно конкурировать с ведущими зарубежными центрами — хотя бы из-за отсутствия необходимой для опытов аппаратуры, кото­ рая с каждым годом все дорожает.

• Да, проблема очень острая и болезненная, поэтому я думаю, что нам следует поторопиться с осуществлением подобных проек­ тов в расчете на то, что у нас еще сохранился довольно мощный интеллектуальный потенциал, который не удалось разрушить пол­ иостью за последние полтора десятилетия. У нас, например, тради­ ционно сильны математика и теоретическая физика, далеко не все («амечательные программисты уехали из страны. Так что в этой об- ипсти российская наука имеет определенные шансы на успех. Уже начато обсуждение такой программы, создан физико-генетический клуб — неформальное объединение, под крышей которого ежеме- инчно собираются физики, химики, математики, биологи, предста- нители других специальностей и обсуждают, в частности, упомяну­ тую мной проблему моделирования клетки.

Сегодня в России интеллектуальная общественность (не только научная) все больше осознает важность всемерной поддержки био-иогической проблематики. Нас с нашей биологической програм­мой пригласили к участию в проекте развития отечественной су-поркомпъютерной сети. Думается, на этом направлении России дан шанс не уступить своих позиций в науке, а, может быть, даже укре­пить их. Сумеет ли она воспользоваться им — вот вопрос, который беспокоит многих, особенно после нашего не вполне удачного учас­тия в международном проекте «Геном человека».

— Слегка утрируя, отношение общества к обсуждавшимся проб­ лемам можно свести к двум разным взглядам. Один из них заключа­ ется в том, что ученые, удовлетворяя свое врожденное любопытство, иправе изучать таинства живой материи, расширяя границы позна­ ния. Это предназначение фундаментальной науки, важной состав­ ной части культуры человечества. Но есть и другая позиция, все бо­ лее утверждающаяся в нашей стране, — проблем хватает, а средств нет. Людей надо кормить, лечить, а мы обсуждаем абстрактные пер­ спективы абстрактного моделирования абстрактных клеток, изуче­ ния не менее абстрактных геномов и т. п. Иными словами, что удов­ летворение этого любопытства даст медицине, сельскому хозяйству, конкретному человеку наконец?

25

— Одну из важнейших областей применения подобных исследо ваний я уже назвал — это принципиально новый подход к созда нию лекарств, к терапии в целом. Можно было бы назвать и другие но мне хотелось бы чуть подробней остановиться на медицине, иб< ее значение в нашей жизни трудно переоценить. Серьезный резуль тат на пути к искоренению недугов и сохранению здоровья оправ дывает любые затраты на его достижение.

Итак, лекарства или воздействия на клетку в абстрактном фор мализованном виде будут просто вводиться в модельную клетку как возмущения ее параметров. Эти возмущения будут анализиро ваться гораздо быстрее, чем в любом реальном эксперименте. ohi могут привести к гибели клетки, оставить ее «равнодушной» и ни как на нее не повлиять, но могут и исправить те или иные повреж дения, которые мы тоже научимся моделировать на клеточное уровне и на этом же уровне будем пытаться ими управлять.

• То есть сможем моделировать любую конкретную ситуацию любое повреждение клетки и ее реакцию на то или иное воздей ствие?

• Совершенно верно.

• А если какая-то функция клетки нарушена, мы сможем е< восстановить?

• Именно так — сначала в компьютере, а потом, создав реаль ное лекарство, которое будет лечить болезнь, а не симптомы и дей ствовать только так, как проявило себя на модели.

• Но приблизит ли все это нас к созданию рукотворной клетки пониманию того, как возникла жизнь, и подлинному управлению ею?

• Сегодня еще рано говорить, удастся ли нам сконструировав живую клетку. Но это не умаляет значения адекватной математи ческой модели клетки природной, которая изменит облик н< только самой биологии, но и ее многочисленных приложений — прежде всего медицины, сельского хозяйства, пищевой и другиз отраслей промышленности. Что же касается сакраментального вопроса о происхождении живого, то понимание работы всех кле точных механизмов представляет собой, может быть, недостаточ ное, но уж точно необходимое условие для ответа на него.

Для чего все это

Н.Э. Борлоуг

лауреат Нобелевской премии мира 1970 г. президент Всеафриканской ассоциации Сасакава

«Зеленая революция»: •мера, сегодня, завтра

Нот уже почти 60 лет я непрерывно участвую в научных исследова­ниях, связанных с развитием сельского хозяйства и производством продовольствия, прежде всего для развивающихся стран, испытыва­ющих его недостаток. На протяжении этих десятилетий вместе с мно-i i гтвом ученых, политических деятелей и производителей сельско-" (яйственной продукции мы пытались трансформировать сущес-|ц\ющую систему производства продовольствия с тем, чтобы не • "млись появившиеся в 1960-е годы мрачные прогнозы о грозящем viпру голоде. В результате этих усилий рост производства продо-м<> 1ьствия в мире обогнал рост населения Земли. Производство про-i\ нгов питания на душу населения в 1998 г. превысило показатели I ''о! г. почти на четверть и оказалось на 40% дешевле. Однако про-|> м-мы производства продовольствия и борьбы с голодом нельзя счи-iiii (.решенными.

Сельское хозяйство — уникальный вид человеческой деятель-п'нти, который можно одновременно рассматривать как искус-«• i но, науку и ремесло управления ростом растений и животных для нужд человека. И всегда главной целью этой деятельности ос­ти вался рост производства продукции, которое ныне достигло ft млрд т в год. Чтобы накормить растущее население Земли, к L 2025 г. этот показатель предстоит увеличить по меньшей мере на /^f 50%. Но такого результата производители сельскохозяйственной/'

27

I li

— Одну из важнейших областей применения подобных исследо ваний я уже назвал — это принципиально новый подход к созда нию лекарств, к терапии в целом. Можно было бы назвать и другие но мне хотелось бы чуть подробней остановиться на медицине, иб< ее значение в нашей жизни трудно переоценить. Серьезный резуль тат на пути к искоренению недугов и сохранению здоровья оправ дывает любые затраты на его достижение.

Итак, лекарства или воздействия на клетку в абстрактном фор мализованном виде будут просто вводиться в модельную клетк} как возмущения ее параметров. Эти возмущения будут анализиро ваться гораздо быстрее, чем в любом реальном эксперименте. ohi могут привести к гибели клетки, оставить ее «равнодушной» и ни как на нее не повлиять, но могут и исправить те или иные повреж дения, которые мы тоже научимся моделировать на клеточной уровне и на этом же уровне будем пытаться ими управлять.

• То есть сможем моделировать любую конкретную ситуацию любое повреждение клетки и ее реакцию на то или иное воздей ствие?

• Совершенно верно.

• А если какая-то функция клетки нарушена, мы сможем е< восстановить ?

• Именно так — сначала в компьютере, а потом, создав реаль ное лекарство, которое будет лечить болезнь, а не симптомы и дей' ствовать только так, как проявило себя на модели.

• Но приблизит ли все это нас к созданию рукотворной клетки пониманию того, как возникла жизнь, и подлинному управлении ею?

• Сегодня еще рано говорить, удастся ли нам сконструировав живую клетку. Но это не умаляет значения адекватной математи ческой модели клетки природной, которая изменит облик н< только самой биологии, но и ее многочисленных приложений — прежде всего медицины, сельского хозяйства, пищевой и других отраслей промышленности. Что же касается сакраментального вопроса о происхождении живого, то понимание работы всех кле точных механизмов представляет собой, может быть, недостаточ ное, но уж точно необходимое условие для ответа на него.

Для чего все это

Н.Э. Борлоуг

лауреат Нобелевской премии мира 1970 г., президент Всеафриканской ассоциации Сасакава

«Зеленая революция»: •чера, сегодня, завтра

Нот уже почти 60 лет я непрерывно участвую в научных исследова­ниях, связанных с развитием сельского хозяйства и производством продовольствия, прежде всего для развивающихся стран, испытыва­ющих его недостаток. На протяжении этих десятилетий вместе с мно­жеством ученых, политических деятелей и производителей сельско­хозяйственной продукции мы пытались трансформировать сущес-тиующую систему производства продовольствия с тем, чтобы не «пылись появившиеся в 1960-е годы мрачные прогнозы о грозящем миру голоде. В результате этих усилий рост производства продо-йольствия в мире обогнал рост населения Земли. Производство про­дуктов питания на душу населения в 1998 г. превысило показатели IWil г. почти на четверть и оказалось на 40% дешевле. Однако про-Пломы производства продовольствия и борьбы с голодом нельзя счи­тать решенными.

Сельское хозяйство — уникальный вид человеческой деятель­ности, который можно одновременно рассматривать как искус­ство, науку и ремесло управления ростом растений и животных для нужд человека. И всегда главной целью этой деятельности ос­ти нался рост производства продукции, которое ныне достигло ft млрд т в год. Чтобы накормить растущее население Земли, к Я025 г. этот показатель предстоит увеличить по меньшей мере на 60%. Но такого результата производители сельскохозяйственной/

27

продукции смогут достичь только в том случае, если в любой точк мира по лучат, доступ к самым передовым методам выращивани] самых высокоурожайных сортов культурных растений. Для этоп им необходимо также овладеть всеми последними достижениям] сельскохозяйственной биотехнологии .