От функции к структуре

Обратимость биостаза и необратимость серьезного повреждения из-за инс
ульта помогает показать, как машины ремонта клеток изменят медицину. Сег
одня врачи могут только помочь тканям себя излечивать. Соответственно о
ни должны пытаться сохранить функцию ткани. Если ткань не может функцион
ировать, они не могут излечить. Что хуже, если ткани не сохраняются, за эти
м следует их порча, и в конце концов разрушение структуры. Это также, как е
сли бы механические инструменты были бы способны работать только на раб
отающей машине.
Машины ремонта клеток изменяют центральное требование сохранить функц
ию на требование сохранить структуру. Как я отметил, обсуждая инсульт, ма
шины ремонта будут способны восстановить мозговую функцию с памятью и н
авыками, неповрежденными только если отличительная структура участка
нейронной ткани сохраняется неповреждённой. Биостаз включает сохранен
ие нейронной структуры в то время как тщательно блокирует функцию.
Все это Ц прямое следствие молекулярной природы ремонта. Врачи, использ
ующие скальпели и лекарства могут чинить клетки не больше, чем кто-либо с
киркой и банкой машинного масла, может восстановить высокоточные часы. Н
апротив, наличие машин ремонта и обычных питательных веществ будет подо
бно наличию инструментов часовщика и неограниченной поставке запасных
частей. Машины ремонта клетки изменят медицину в её основе.

От лечения болезни к установ
лению здоровья

Медицинские исследователи сейчас изучают болезни, часто ища способы пр
едотвратить их или полностью обратить вспять, блокируя ключевой шаг в пр
оцессе развития болезни. Получающееся в результате знание очень помогл
о врачам: они теперь выписывают инсулин для компенсации диабета, противо
гипертонические препараты для предотвращения инсульта, пенициллин, чт
обы лечить инфекционные заболевания, и так далее, весь список впечатляет
. Молекулярные машины помогут в изучении болезней, однако делают пониман
ие болезни намного менее важным. Машины ремонта сделают более важным пон
имание здоровья.
Тело может болеть большим числом способов, чем быть здоровым. Здоровая т
кань мускула, например, различается достаточно малым количеством спосо
бов: она может быть сильнее или слабее, быстрее или медленнее, иметь тот ил
и иной антиген и т. д. Поврежденная ткань мускула может различаться всеми
этими способами, однако также страдает от любой комбинации из деформаци
й, разрывов, вирусных инфекций, паразитических червей, синяков, проколов,
ядовитых веществ, сарком, изнуряющих болезней и врождённых уродств. Анал
огично, хотя нейроны переплетаются таким же количеством способов, сколь
ко существует человеческих мозгов, отдельные синапсы и дендриты сущест
вуют в умеренном спектре форм, если они здоровы.
Как только биологи опишут нормальные молекулы, клетки и ткани, должным о
бразом запрограммированные машины ремонта будут способны вылечить даж
е неизвестные болезни. Как только исследователи опишут диапазон структ
ур, которые (например) может иметь здоровая печень, машины ремонта, исслед
уя плохо работающую печень будут нуждаться только в обнаружении различ
ий и их исправлении. Машины, не знающие какой-либо новый яд и его эффекты б
удут распознавать его как инородный и удалять его. Вместо того, чтобы бор
оться с миллионом странных болезней, продвинутые машины ремонта будут у
станавливать состояние здоровья.
Разработка и программирование машин ремонта клеток потребует больших
усилий, знаний и навыков. По-видимому, будет более легко построить машины
ремонта с широкими способностями, чем их запрограммировать. Их программ
ы должны содержать детальную информацию о сотнях видов клеток и сотнях т
ысяч видов молекул человеческого тела. Они должны быть способны наносит
ь на карту повреждённые клеточные структуры и решать, как их исправить. К
ак много времени займёт разработка таких машин и программ? На вскидку, со
стояние биохимии и её сегодняшний темп продвижения вперёд мог бы сказат
ь, что сбор самого основного знания займёт века. Но мы должны принимать во
внимание существование иллюзии, что продвижения будут приходить в один
очку.
Машины ремонта ворвутся с волной других технологий. Ассемблеры для их по
стройки будут сначала использоваться, чтобы строить инструменты для ан
ализа структур клетки. Даже пессимист согласился бы, что люди-биологи и и
нженеры, вооружённые этими инструментами могли бы построить и запрогра
ммировать продвинутые машины ремонта клеток за сотню лет непрерывной р
аботы. Самоуверенный, дальновидный пессимист мог бы сказать о тысяче лет
. Действительно убеждённый противник мог бы объявить, что работа заняла
бы для людей миллион лет. Очень хорошо: в миллион раз более быстрая систем
а технического ИИ в миллион раз более быстрая, чем учёные и инженеры, знач
ит она разработает продвинутые машины ремонта клеток за один календарн
ый год.

Болезнь по имени «старение»


Старение естественно, но также была естественна оспа и наши усилия, чтоб
ы её предотвратить. Мы победили оспу, и, кажется, победим старение.
Средняя продолжительность жизни возросла увеличилась за последнее сто
летие, но в основном, потому что лучшая санитарная профилактика и лекарс
тва сократили заболевания бактериальной природы. Непосредственно прод
олжительность жизни увеличилась немного.
Однако, исследователи продвинулись в направлении понимания и замедлен
ия процесса старения. Они идентифицировали некоторые из причин, такие ка
к неконтролируемое перекрёстное связывание. Они разработали частичные
решения проблемы, такие как антиоксиданты и ингибиторы свободных радик
алов. Они предположили и изучили другие механизмы старения, такие как "кл
еточные часы" и изменения в гормональном балансе организма. В лабораторн
ых экспериментах специальные препараты и диеты увеличивали продолжите
льность жизни мышей на 25Ц 45 процентов.
Такая работа будет продолжаться; по мере того как поколение 50-х стареет, о
жидайте бума в исследовании старения. Одна компания в сфере биотехнолог
ии, Сенетек Дания, специализируется в исследовании старения. В апреле 1985, И
стман Кодак и Ай-Си-Эн Фармасьютикал, как сообщали, присоединились к прое
кту на 45 миллионов долларов по производству изоприсина и других препара
тов, имеющих возможность по продлению продолжительности жизни. Результ
аты обычных исследований против старения на протяжении следующих деся
ти-двадцати лет могут значительно продлить человеческую продолжитель
ность жизни и улучшить здоровье пожилых людей. Насколько сильно лекарст
ва, хирургия, упражнения и диета могут продлить продолжительность жизни
? На сегодняшний день оценки всё ещё вынужденно остаются догадками. Толь
ко новое научное знание может вывести такие предсказания из царства умо
зрительных заключений, поскольку они опираются на новую науку, а не прос
то на новую технологию.
С машинами ремонта клетки, однако, возможности продления жизни становят
ся ясными. Они будут способны восстанавливать клетки, пока их специфичес
кие структуры остаются неповрежденными, и будут способны заменить клет
ки, которые были разрушены. Так или иначе, они будут восстанавливать здор
овье. Старение по сути ничем не отличается от любого другого физического
расстройства; в нём нет никакого волшебного влияния календарных дат на
мистическую жизненную силу. Хрупкие кости, морщинистая кожа, низкая ферм
ентная активность, медленное заживление ран, плохая память и всё остальн
ое Ц всё происходит из повреждения молекулярных машин, химических дисб
алансов и нарушения порядка в структурах. Восстанавливая структуру все
х клеток и тканей тела до такой, как в молодости, машины ремонта восстанов
ят и здоровье, как в молодости.
Люди, кто доживёт невредимыми до времён машин ремонта клетки, будут имет
ь возможность восстановить здоровье юности и поддерживать его почти ст
олько, сколько они этого желают. Конечно, ничто не может дать человеку (или
чему-нибудь еще) продолжаться вечно, но предотвращая серьезные несчаст
ные случаи, те, кто этого хотят, смогут жить долгое, долгое время.
По мере того, как технология развивается, приходит время, когда её принци
пы становятся понятными, а с ними многие из их следствий. Принципы ракетн
ой техники были ясны в 1930-ых, а с ними и следствие Ц космический полёт. Запо
лнение деталей включало разработку и тестирование баков, двигателей, пр
иборов и т. д. К началу 1950-х годов многие детали были известны. Древняя мечта
полёта на Луну стала целью, которую можно было ставить в планы.
Принципы молекулярных машин уже ясны, и с ними следствие Ц машины ремон
та клетки. Заполнение деталей будет включать разработку молекулярных и
нструментов, ассемблеров, компьютеров и т. д., но многие детали существующ
их молекулярных машин известны сегодня. Древняя мечта достижения здоро
вья и долгой жизни стала целью, которую можно ставить в планы.
Медицинские исследования ведет нас, шаг за шагом, по дороге к молекулярн
ым машинам. Глобальная конкуренция, чтобы сделать лучшие материалы, элек
тронику и биохимические инструменты подталкивает нас в том же самом нап
равлении. Разработать машины ремонта клеток займёт годы, но путь прямой
и они ждут нас в его конце.
Они принесут много возможностей, и для доброго и для злого. Достаточно ли
шь подумать о репликаторах военного назначения со способностями, таким
и как у машин ремонта клетки, чтобы взгляду открылись кошмарные возможно
сти. Позже я буду описывать, как мы могли бы избежать таких ужасов, но преж
де кажется разумным рассмотреть предполагаемые выгоды от машин ремонт
а клеток. Так ли уж хорошо то благо, которое они несут? Как может долгая жиз
нь повлиять на мир?

Глава 8. ДОЛГАЯ ЖИЗНЬ В ОТКРЫТ
ОМ МИРЕ

Длительная привычка жить не
располагает нас умирать.
Сэр Томас БРОУН

Почему не быть машинам ремонта клеток?
Вылечить и защитить Землю
Долгая жизнь и проблема роста населения
Последствия предвидения
Прогресс в продлении жизни
МАШИНЫ РЕМОНТА КЛЕТОК поднимают различные вопросы, включая ценность пр
одления человеческой жизни. Это Ц не вопросы сегодняшней медицинской э
тики, которые обычно включают дилеммы, возникающие из-за редких, дорогос
тоящих и имеющих половинчатый эффект видов лечения. Это Ц вопросы, вклю
чающие ценность длительной, здоровой жизни, достигаемой недорогими сре
дствами.
Для людей, кто ценит человеческую жизнь и любит жить, такие вопросы могут
не нуждаться в ответе. Но после десятилетия, отмеченного заботой о росте
населения, загрязнения и истощении ресурсов, многие люди могут подверга
ть сомнению желательность продления жизни; беспокойство об этих вещах б
лагоприятствует распространению мима, что смерть Ц это хорошо. Эти мимы
должны быть рассмотрены заново, поскольку многие имеют корни в устаревш
ем мировоззрении. Нанотехнология изменит намного больше, чем только про
должительность человеческой жизни.
Мы получим средства не только, чтобы излечить себя, но и излечить Землю от
ран, которые мы ей причинили. Поскольку спасения жизней увеличит число ж
ивущих, продление жизни ставит вопросы о последствиях большего количес
тва людей. Наша способность излечить Землю уменьшит одну из причин для с
поров.
Однако и сами машины ремонта клеток вносят противоречие. Они нарушают тр
адиционные предположения относительно наших тел и нашего будущего: поэ
тому сомнение здесь успокаивает. Они потребуют нескольких принципиаль
ных научно-технологических прорывов: поэтому сомневаться здесь легко. П
оскольку возможность или невозможность машин ремонта клеток поднимает
важные вопросы, имеет смысл рассмотреть, какие возражения могут выдвига
ться.

Почему не быть машинам ремон
та клеток?

Какой вид аргументов мог бы говорить о том, что машины ремонта клеток был
и невозможны? Успешный аргумент должен включать некоторые странные иск
ажения. Он должен так или иначе подразумевать, что молекулярные машины н
е могут строить и восстанавливать клетки, при этом соглашаясь, что молек
улярный машины в нашем теле в действительности строят и восстанавливаю
т каждый день. Мучительная проблема для убеждённых скептиков! Да, искусс
твенные машины должны делать то, что естественные машины не делают, но им
не нужно делать ничего качественно нового. И естественные, и искусственн
ые устройства ремонта должны входить, идентифицировать и перестраиват
ь молекулярные структуры. Мы будем способны улучшить существующие ферм
енты ремонта ДНК, просто сравнивая несколько нитей ДНК одновременно, так
что очевидно, что природа не нашла всех хитростей. Так как этот пример уни
чтожает любой общий аргумент, что машины ремонта не могут сделать лучше,
чем в природе, сильный довод против машин ремонта клеток изобрести кажет
ся трудно.
Однако же, два общих вопроса заслуживают прямых ответов. Во-первых, почем
у мы должны ожидать, что долгая жизнь будет достигнут в ближайшие десяти
летия, когда люди пытались её достичь и терпели неудачу на протяжении ты
сячелетий? Во-вторых, если мы можем действительно использовать машины р
емонта клеток, чтобы продлить жизни, тогда почему природа (которая заним
ается ремонтом клеток на протяжении миллиардов лет) ещё не довела их до с
овершенства?
Люди пытались и потерпели неудачу.
На протяжении столетий люди страстно желали спастись от необходимости
жить так мало. Время от времени какой-нибудь Понс де Леон или знахарь гово
рил, что нашёл средство, но оно никогда не работало. Эта статистика неудач
убедила некоторых людей, что, так как все попытки провалились, то это и впр
едь будет так. Они говорят "старение естественно", и для них это кажется до
статочным аргументом. Успехи медицины может быть отчасти изменили их во
ззрения, но успехи в основном сократили раннюю смерть, а не увеличили мак
симальную продолжительность жизни.
Но теперь биохимики работают на исследованием машин, которые строят, вос
станавливают и управляют клетками. Они научились собирать вирусы и пере
программировать бактерии. Впервые в истории, люди исследуют свои молеку
лы и раскрывают молекулярные секреты жизни. Кажется, что молекулярные ин
женеры в конце концов объединят улучшенное биохимическое знание с улуч
шенными молекулярными машинами, и будут учиться исправлять повреждённ
ые структуры тканей и таким образом их омолаживать. В этом нет ничего стр
анного Ц было однако странно, скорее если бы такие мощные знания и спосо
бности не принесли бы впечатляющих результатов. Большая статистика про
шлых неудач здесь просто неуместна, потому что мы никогда прежде не проб
овали строить машины ремонта клеток.
Природа пробовала и потерпела неудачу.
Природа строила и строит машины ремонта клеток. Эволюция билась над мног
оклеточными животными сотни миллионов лет, однако все высокоразвитые ж
ивотные стареют и умирают, потому что наномашины природы ремонтируют кл
етки не наилучшим образом. Почему усовершенствования должны быть возмо
жны?
Крысы взрослеют в течение месяцев, а затем стареют и умирают приблизител
ьно за два года Ц однако людям эволюция дала более чем в тридцать раз бол
ее длинный срок. Если больший срок жизни был бы главной целью развития, то
крысы также бы жили дольше. Но долгий срок жизни имеет издержки: восстано
вление клеток требует вложений энергии, материалов и машин ремонта. Гены
крысы процветали, пользуясь телами крыс, как дешёвым материалом однораз
ового использования. Также и гены человека не считаются с человеческими
существами, хотя и отпуская им срок в несколько десятков раз длиннее, чем
крысам.
Но дрянной ремонт Ц не единственная причина старения. Гены превращают я
йцеклетку во взрослого индивида через схему развития, которая разворач
ивается с довольно постоянной скоростью. Эта схема довольно последоват
ельна, потому что эволюция редко изменяет основополагающую конструкци
ю. Также, как базовая схема Ц система ДНК-РНК-белок замёрзла несколько м
иллиардов лет назад, также базовая схема химической сигнализации и отве
та тканей, которые управляют развитием млекопитающих, установилась мно
гие миллионы лет назад. Этот процесс очевидно включает часы, установленн
ые работать с разной скоростью для разных биологических видов, и програм
му, которая в какой-то момент заканчивает работать.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40