Бессмертные. Почему гидры и медузы живут вечно, и как людям перенять их секрет

Возможно, мы активируем два фактора Яманаки в печени, сердце и кишечнике, уменьшим активность трех совершенно разных генов в некоторых типах клеток мозга и добавим новый ген, который специально создали для выполнения конкретной задачи в иммунной системе. Вероятно, позже мы сможем вставить небольшой пакет искусственной ДНК с собственной программируемой логикой, делая x, если он находится в клетке, где высок показатель y, и, если нет, z и a пропорционально уровням чего-то еще. Эти виды программ – это то, как уже работают наши клетки, с факторами транскрипции, регулирующими, какие гены включаются и выключаются в зависимости от окружающей среды, сигналов и других факторов транскрипции. Поэтому это не является неправдоподобным – даже если получить понимание и технологическое мастерство, сделать это самостоятельно будет непросто. Если мы действительно овладеем системным подходом к биологии, то, возможно, будет очень трудно описать сложные методы лечения, которые мы разрабатываем, кроме как на каком-то языке программирования системной биологии. Естественный язык не предназначен для выражения колоссальной сложности явлений, возникающих между огромным количеством взаимодействующих акторов, но это можно сделать с помощью математики. Растущая математизация биологии расширит способность описывать, а затем и предсказывать ее сложность, а слова обычного языка для этого просто не годятся.

Биология будет преобразована, как только мы получим модели, которые позволят нам предсказать эти результаты. Первоначальные исследования будут проводиться уже не in vitro (буквально «в стекле» – это означает клетки или молекулы в пробирке) или in vivo (в живых существах, таких как черви, мухи и мыши), а in silico – в компьютере. Мы уже делаем первые робкие шаги в направлении силико-биомедицины. И передовые модели и симуляции в итоге позволят нам проверять все виды теорий гораздо быстрее и с большей воспроизводимостью, чем в неточной лабораторной биологии. И только самые перспективные методы лечения будут оцениваться в медленных, дорогостоящих испытаниях на мышах или людях.

Если подобное звучит футуристично, то это потому, что так оно и есть. Мы только начинаем понимать, как сети генов взаимодействуют внутри клеток и как сигналы передаются по всему телу. Мы в некотором роде отстаем от построения детальных прогностических моделей человеческой биологии. Тем не менее важно представить потенциальные временные рамки в перспективе. Даже если вы думаете, что первые действенные предсказания этих компьютерных моделей могут быть сделаны через 50 лет, все равно важно заложить основу сейчас. 50 лет – это все еще небольшой срок, так что все это может принести пользу миллиардам людей, живущих сегодня. Особенно если мы можем добавить годы к ожидаемой продолжительности жизни в состоянии здоровья с помощью некоторых методов лечения, уже находящихся в разработке. И хотя полноценная модель всей человеческой биологии может быть делом еще более далекого будущего, также вполне вероятно, что первые, хотя и несовершенные, попытки, которые создают и улучшают нынешнюю медицину, будут осуществлены довольно скоро.

В 2012 году ученые создали компьютерную модель бактерии под названием Mycoplasma genitalium

. Это, как следует из названия, микроб, передающийся половым путем, который также носит название самой маленькой известной самовоспроизводящейся бактерии. Как отдельная клетка, имеющая всего 525 генов (у нас, людей, около 20 000), это самый простой организм, который можно смоделировать. Но, помимо объяснения существующих экспериментальных наблюдений, модель была способна предсказать поведение, которое никогда не наблюдалось раньше, что затем было подтверждено в лаборатории. Это маленький шаг, но также начало, доказывающее принцип, что компьютеры могут моделировать биологические системы. Моделирование C. elegans, о котором мы упоминали в Главе 3, возможно, является следующим шагом, хотя переход от одной клетки бактерии к 959 клеткам червя и десяткам триллионов клеток человека, несомненно, будет сложной задачей.