В системе ремонта, такие компьютеры будут упр
авлять более маленькими и простыми компьютерами, которые в свою очередь
будут управлять машинами, направляя их на исследование, разборку и перес
тройку повреждённых молекулярных структур.
Отрабатывая молекулу за молекулой и структуру за структурой, машины рем
онта будут способны восстанавливать целые клетки. Отрабатывая клетку з
а клеткой и ткань за тканью, они (с помощью больших устройств, там, где это н
еобходимо) будут способны восстанавливать целые органы. Отрабатывая ор
ган за органом по всему телу, они восстановят здоровье. Так как молекуляр
ные машины будут способны строить молекулы и клетки с нуля, они будут спо
собны исправлять даже клетки, повреждённые до степени полной неработос
пособности. Таким образом с машинами ремонта клеток произойдёт фундаме
нтальный прорыв: они освободят медицину от необходимости полагаться на
самовосстановление как единственный способ лечения.
Чтобы представить себе продвинутую машину ремонта клеток, представьте
себе её и клетку увеличенными так, что атомы станут размером с маленький
мраморный шарик. В этом масштабе самые маленькие инструменты машин ремо
нта будут примерно с кончики ваших пальцев; белок среднего размера, тако
й как гемоглобин, будет размером с печатающую машинку; а рибосома будет р
азмером со стиральную машину. Устройство ремонта содержит простой комп
ьютер размером с небольшой трактор, и условия для хранения информации и
приводящей в движение энергии. Объём в десять метров в диагонали Ц разм
ер 3-этажного дома, содержит все эти части и более этого. С частями размеро
м с мраморные шарики, умещённые в этот объём, машины ремонта смогут делат
ь сложные вещи.
Но такое ремонтное устройство не работает в одиночестве. Оно, также как м
ногие его братья и сёстры, связано с большим компьютером посредством мех
анических связей для передачи данных, диаметром как ваша рука. В этом мас
штабе, компьютер размером в кубический микрон с большой памятью заполни
т объем в тридцать этажей в высоту и шириной как футбольное поле. Ремонтн
ые устройства передают ему информацию, а он предаёт обратно общие инстру
кции. Объекты такие большие и сложные тем не менее достаточно маленькие:
в этом масштабе сама клетка будет длинной в километр, вмещая в себе тысяч
и объёмов компьютеров размером в один кубический микрон, и миллионы раз
вмещая в себе объём отдельного ремонтного устройства. В клетках много ме
ста!
Будут ли такие машины способны делать все необходимое для восстановлен
ия клеток? Существующие молекулярные машины демонстрируют способность
проходить через ткани, входить в клетки, распознавать молекулярные стру
ктуры, и т. д., но остальные требования также важны. Будут ли машины ремонта
работать достаточно быстро? Если они будут, будут ли они расходовать нас
только много энергии, что изжарят пациента?
Самый обширный ремонт не может требовать значительно большего количес
тва работы чем создание клетки с нуля. Однако молекулярные машины, работ
ающие в пределах объёма клетки всё время делают именно это, строя новую к
летку за время от десятков минут (для бактерий) до нескольких часов (для мл
екопитающих). Это показывает, что машины ремонта, занимающие несколько п
роцентов от объёма клетки будут способны выполнить обширный ремонт за р
азумное время Ц дни или, самое большее, недели. Клетки могут выделить нео
бходимое пространство. Даже клетки мозга всё ещё функционируют, когда мё
ртвый продукт жизнедеятельности, называемый липофускином (очевидно, пр
одукт молекулярного повреждения клеток) заполняет более десяти процен
тов от их объёма.
Снабжать энергией устройства ремонта будет несложно: клетки естествен
ным образом содержат химические вещества, которые дают энергию наномаш
инам. Природа также показывает, что машины ремонта можно охлаждать: в ваш
ем теле клетки постоянно себя переделывают, и молодые животные стремите
льно растут, не изжаривая себя выделяемым теплом. Чтобы распорядиться те
плом от подобного уровня активности ремонтных машин, потеть не придётся
, а если даже и придётся, то не слишком сильно, если неделя потения Ц это це
на здоровья.
Все эти сравнения машин ремонта с существующими биологическими механи
змами поднимают вопрос того, будут ли машины ремонта способными улучшит
ь нашу природу. Ремонт ДНК даёт ясную иллюстрацию.
Также, как неграмотная ""машина по ремонту книг" "могла бы распознавать и в
осстанавливать порванную страницу, также ферменты ремонта клетки могу
т распознавать и восстанавливать разрывы и перекрёстное связывание в Д
НК. Исправление ошибок записи (или мутаций), тем не менее, требовало бы спо
собности читать. В природе не существует таких машин ремонта, но их будет
легко построить. Представьте себе три идентичные молекулы ДНК, каждая из
которых содержит одну и ту же последовательность нуклеотидов. Теперь пр
едставьте себе что в каждой нити произведены мутации так, что случайным
образом изменен порядок нескольких нуклеотидов. Каждая нить всё ещё каж
ется нормальной, если её взять саму по себе. Тем не менее машина ремонта мо
гла бы сравнить каждую нить с другой, один сегмент за другим, и могла бы за
метить, когда нуклеотид не соответствует своей паре. Заменяя неправильн
ые нуклеотиды так, чтобы они соответствовали двум остальным таким образ
ом исправит повреждение.
Этот метод не будет работать, если две нити мутируют в одном и том же месте
.
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 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117