Биология веры: Недостающее звено между Жизнью и Сознанием

Пару секунд я сидел, огорошенный столь невероятным совпадением. Затем я стал лихорадочно сопоставлять и противопоставлять клеточные мембраны и кремниевые полупроводники. Скоро мне стало ясно, что сходство определений компьютерного чипа и клеточной мембраны не случайно! Клеточная мембрана в самом деле гомологична кремниевой микросхеме, то есть — представляет собой ее структурный и функциональный эквивалент! Вот это был уже настоящий шок.

Двенадцать лет спустя коллектив австралийских исследователей, возглавляемый Б. А. Корнеллом, опубликовал в журнале «Нэйчур» статью, которая подтвердила мою гипотезу гомологичности клеточной мембраны и компьютерного чипа [Cornell, et al, 1997]. Они выделили клеточную мембрану, присоединили к ней снизу кусочек золотой фольги и заполнили пространство между мембраной и фольгой электролитическим раствором. При стимуляции соответствующим электрическим сигналом мембранные каналы открывались и позволяли электролиту пройти сквозь мембрану. При этом фольга играла роль датчика, благодаря которому электрическая активность мембранных каналов могла быть измерена и отображена в виде показаний цифрового прибора. Иными словами, Корнеллу и его коллегам удалось встроить биологическую клеточную мембрану в электронное устройство с цифровой индикацией в качестве чипа.

Ну и что? — спросите вы. А то, что гомологичность клеточной мембраны и компьютерного чипа доказывает правомерность сравнения живой клетки с персональным компьютером. Первая сногсшибательная мысль, которая при этом приходит в голову, такова: клетки, подобно компьютерам, программируемы! И так же как и в случае с компьютером, их «программист» находится снаружи. Поведение и генная активность клетки динамически обусловлены информацией, поступающей из окружающей среды.

Как только в моем воображении возник клеточный биокомпьютер, я понял, что ядро клетки — это своего рода «съемный диск» (назовем его Двуспиральным Диском) — носитель информации, на котором записаны ДНК-программы, кодирующие производство белков. Записанные на съемном диске программы — текстовые редакторы, графические редакторы, электронные таблицы и тому подобное — вы можете загрузить в память своего домашнего компьютера и затем извлечь его безо всякого ущерба для работы.

Точно так же, когда вы удаляете из клетки ядро — ее Двуспиральный Диск, работа белковой машины клетки продолжается как ни в чем не бывало, поскольку информация, необходимая для создания белков, уже была загружена. Энуклеированные клетки сталкиваются с трудностями только тогда, когда у них возникает необходимость в генных программах с извлеченного Двуспирального Диска, позволяющих им заменить имеющиеся белки или синтезировать новые.

Полученное мной биологическое образование было не менее «ядроцентристским», чем геоцентристское астрономическое образование Коперника. Поэтому мне потребовалось определенное усилие, чтобы осознать: «центральным процессором» клетки является отнюдь не ядро, в котором содержатся гены. Данные вводятся в клеточный «компьютер» через посредство мембранных белков-рецепторов — клеточной «клавиатуры», а они, в свою очередь, приводят в действие мембранные белки-эффекторы, которые и играют роль «центрального процессора». Этот «центральный процессор» преобразует информацию, поступающую из окружающей среды, в язык поведения клетки.

Меня охватило отчаяние — мне не с кем было разделить свой восторг. В моем доме отсутствовал телефон. Но ведь я — преподаватель медицинской школы. Наверняка в это время в библиотеке отыщется кто-нибудь из студентов. Кое-как одевшись, я побежал в сторону школы, чтобы рассказать кому-нибудь — ну хоть кому-нибудь! — о своем великом озарении.

Представляю, как я выглядел, когда появился в помещении библиотеки — запыхавшийся, с вытаращенными глазами. Думаю, те, кто там был, узрели живое воплощение пресловутого «рассеянного профессора». Я подбежал к одному из первокурсников-медиков и воскликнул: «Только послушай, что я сейчас скажу! Что-то невероятное!» Помню, как парень от меня отшатнулся. Это меня не остановило. Я принялся втолковывать ему свои новые представления о клетке обычным для цитобиологов мудреным жаргоном. Затем я умолк, ожидая то ли его поздравлений, то ли криков «браво». Мальчишка сидел с открытым ртом. «С вами все в порядке, доктор Липтон?» — только и смог выговорить он.

Я был уничтожен. У меня в руках ключ к тайне жизни, но все мои объяснения пошли прахом! Уже потом, задним числом я понял — этот бедолага студент, едва отучившийся первый семестр, попросту не мог разобраться в том, что я говорил ему с таким пафосом. Впрочем, должен признать, что я не имел особого успеха и у большинства своих коллег, вполне поднаторевших в зубодробительной терминологии.

В течение последующих лет я продолжал свои исследования и постепенно научился излагать собственные идеи так, что их могли воспринять не только студенты-первокурсники, но и люди в принципе далекие от биологии. У меня появились благодарные слушатели — как среди специалистов, так и среди непрофессионалов. Некоторые из них даже оказались воеприимчивыми к проистекавшим из моего озарения духовным идеям. В самом деле, «мембраноцентрическая» биология — это великолепно, но вряд ли бы она заставила меня с криками нестись в библиотеку. Та карибская ночь не только преобразила меня как ученого; благодаря ей я, убежденный агностик, превратился в мистика, верящего в то, что жизнь вечна и не ограничивается сроками существования нашего бренного тела.

О духовном измерении излагаемой здесь истории я расскажу в эпилоге, а пока хочу еще раз повторить урок волшебницы-мембраны: мы не рабы комбинации генетических игральных костей, случайно выпавшей нам при рождении. Мы способны редактировать данные, вводимые в наш биокомпьютер, точно так же, как я сейчас управляю работой программы-редактора, в которой пишу эти строки. Стоит нам понять, как интегральные мембранные белки управляют нашей физиологией, и мы из беспомощных жертв своих генов станем хозяевами собственной судьбы!

Глава IV

Новая физика: прочная опора на пустоту

В 1960-х годах, будучи амбициозным студентом-биологом, я понимал: чтобы получить работу на престижной кафедре, мне необходимо прослушать курс физики. В моем колледже преподавали общую физику на уровне, доступном студентам нефизических специальностей. Был еще один курс — квантовой физики, но мы, биологи, бежали от него как от чумы. По нашему мнению, только мазохисты могли, рискуя испортить себе оценки, записываться на курс, который следовало назвать: «Вот оно есть... а вот его и нет!»

Единственной причиной, которая могла бы побудить меня слушать лекции по квантовой физике, было то, что это давало солидные преимущества при общении с девушками. О, в те годы считалось особенным шиком сказать: «Привет, малышка, я занимаюсь квантовой физикой. А кто ты по знаку зодиака?» Однако я сомневался, что это и вправду сработало бы, — мне почему-то не приходилось встречать физиков на вечеринках. Похоже, они нечасто развлекались подобным образом.

В общем, я решил пойти по простому пути и записался на вводный курс общей физики. Мне не хотелось ставить свои карьерные перспективы в зависимость от настроения какого-нибудь полусумасшедшего дядьки, поющего дифирамбы эфемерным бозонам и кваркам. В итоге я, как и большинство студентов-биологов, узнал о существовании тяготения: то, что тяжелей, стремится оказаться внизу, а то, что легче, — наверху. Что-то я узнал и о свете: присутствующий в растениях хлорофилл и имеющийся в сетчатке глаза животных и человека пигмент родопсин поглощают лучи света некоторых цветов и остаются «слепы» к другим цветам. Я даже узнал кое-что о температуре: при низких температурах биологические ткани замерзают и хорошо сохраняются, а при высоких — оттаивают и портятся. Вот, собственно говоря, и все. (Надеюсь, вы понимаете, что, рассуждая о том, как плохо биологи знают физику, я все-таки несколько преувеличиваю.)