(По материалам Барбараш А.Н. Основы стереогенетики)

«Часто сложные природные явления основаны на простых процессах, но эволюция обычно украшала их всякими видоизменениями и добавлениями в стиле барокко. Разглядеть скрытую под ними простоту... бывает чрезвычайно трудно».

© Фрэнсис Крик, один из первооткрывателей двойной спирали ДНК, 1984

КСГ представляет человеческий организм ансамблем многих миллиардов оптических систем. Странных, непривычных для нас оптических систем, имеющих непривычную конструкцию, использующих непривычные волновые поля, создающих фантастически сложную среду, в которой необычные волны, тем не менее, успешно выполняют свою информационную функцию.

Такой взгляд практически несовместим с мировоззрением современного биолога. Но только и исключительно с таких позиций удается безо всяких противоречий объяснить работу генетического аппарата эукариот, включая нашего с вами.

Может показаться, что ядро клетки неспособно подчиняться законам оптики просто из-за своей низкой геометрической точности. Но тот, кто знаком с информационными системами животных, знает, что судить об эффективности их работы по анатомическому строению нужно с большой осторожностью. Их анатомия никогда не соответствует идеалу, сформированному в нашем представлении на основе знакомства с техническими аналогами.

Например, если исходить из анатомии человеческого глаза, то обязательно придем к выводу, что он неспособен показывать нам высококачественную картину внешнего мира. Ведь геометрическая точность хрусталика не идет ни в какое сравнение с точностью линз объективов! Перед слоем фоторецепторов расположена хаотичная сеть нервных волокон и капилляров, накладывающихся на изображение. Сами фоторецепторы расположены очень неравномерно — от центра к периферии плотность их расположения убывает в сотни раз, а вблизи центра есть невидимое для нас «слепое пятно», где вообще отсутствуют фоторецепторы! Чувствительная сторона фоторецепторов у человека в отличие, скажем, от кальмара, вопреки всякой логике, обращена не к приходящему свету, а в противоположную сторону — к черному непрозрачному слою клеток, заполненных меланином.

«Каким образом из дрожащих, смутных теней на дне каждого глаза мозг воссоздает единый видимый мир, поразительно богатый, надежно устойчивый ... — это загадка, решение которой не дается самым талантливым физиологам, посвятившим себя изучению сенсорных систем».

© Сомьен, 1975

Сходные отклонения от технических идеалов характерны для всех информационных систем животных. Мозг по степени упорядоченности и строгости структуры нельзя сравнить с компьютерными чипами или печатными платами. В слуховой системе нет ничего похожего на камертон, который объяснил бы феномен музыкального слуха и т.д. В этом смысле низкая геометрическая точность клеточных ядер в полной мере коррелирует с общим низким уровнем анатомической точности биологических информационных систем.

Сопоставление с оптическими приборами может также привести к мысли, что биологические ткани являются слишком «мутной» средой для химических волн, и это исключает возможность использования их в информационных целях. Действительно, структура ткани, конструкция клетки содержат много элементов, нарушающих беспрепятственное распространение таких волн, а протоплазма соседних клеток связана между собой только через коннексоны — трубочки молекулярного размера, пронизывающие стенки клеток. Чтобы перейти из одной клетки в другую, волна химических реакций каждый раз должна дробиться на элементарные волны, которые «протискиваются» сквозь узкие каналы коннексонов.

Далее нам не раз придется упоминать коннексоны как молекулярные структуры, через которые соединяется протоплазма соседних клеток. Поэтому есть смысл задержать на них внимание.

У животных коннексоны чаще всего входят в состав так называемых щелевых контактов, соединяющих соседние клетки. Щелевые контакты получили такое название потому, что в местах их расположения оболочки соседних клеток не соприкасаются вплотную друг с другом — в этих местах между оболочками существует заполненный жидким веществом промежуток толщиной порядка 30 нанометров (механическая связь между клетками обеспечивается другими участками контакта).

Коннексон представляет собой сложный молекулярный комплекс, образованный двумя встроенными в клеточные оболочки частицами, принадлежащими соседним клеткам и соединенными между собой в так называемом «межмембранном» пространстве. Внутри коннексона проходит канал, связывающий протоплазму соседних клеток, и из таких повторяющихся единиц построено все щелевое соединение [Goodenough, 1976].

Коннексоны обеспечивают не только проведение электрического тока, но и переход из клетки в клетку молекул массой до 1000 Дальтон включая такие, как АТФ, цАМФ и др. По другим данным, через коннексоны щелевых контактов могут проходить низкомолекулярные белки с массой до 10 000 Дальтон [Гербильский, 1982]. Через аналог коннексонов в растениях — плазмодесмы — способны диффундировать еще более крупные частицы.

Коннексоны существенно влияют на информационные характеристики структурогенного волнового поля, и потому естественно, что резкие изменения их количества являются составной частью строго организованного процесса формирования организма, процесса дифференцировки клеток. Например, у зародышей аксолотлей и шпорцевых лягушек на определенном этапе исчезают коннексоны и нарушается электрическая связь между клетками в том месте, где в дальнейшем пройдет граница сомита [Гербильский, 1982, с. 75]. Резкие увеличения или уменьшения количества коннексонов регистрируются в процессе формирования мышечной и нервной систем, при формировании глаз насекомых и позвоночных и во многих других случаях. Если для начальных стадий развития зародышей характерно наличие большого числа коннексонов, то далее часто наблюдается резкое уменьшение их количества в тех или иных группах клеток.

Как ни странно выглядит (для оптика) связь протоплазмы клеток через коннексоны, такой способ связи оказался очень целесообразным и изощренным «техническим решением» Природы, без которого мир Живого не был бы таким, какой он есть.

Хотя много десятилетий идет речь об изучении «морфогенеза», т.е. создании форм тел живых организмов, такой подход лишен смысла. Применительно к животным вообще нельзя говорить об определенных формах — такая определенность возникает лишь при изучении трупов или чучел. У животных нет стабильности форм. Никто не скажет, например, какая поза человека является его главной, видовой позой. Поэтому искать механизмы наследования форм организмов методологически ошибочно. Такой поиск — дорога в тупик. Нет оснований считать, что какой-либо организм наследует от предков определенную форму.

Законы наследования стабильны относительно структуры (анатомии) тела, но не его формы.

Как бы унизительно это ни звучало для человека, но наш организм похож не столько на мраморную статую Аполлона, сколько на невзрачную сетку-авоську. Попробуйте изменить позу мраморной статуи — и вы сломаете ее. Ничего подобного не произойдет с авоськой. Она может стать шарообразной, если вместила арбуз, может жгутом висеть на крючке или комочком лежать в кармане. При этом форма авоськи меняется в широких пределах. Но пока сетка цела, она сохраняет неизменную схему расположения узелков сети, неизменные длины нитей между узелками, и можно говорить о ее неизменной структуре.

Человеческий организм (и любой другой многоклеточный организм) тоже характеризуется определенной структурой.

И именно структура организма кодируется генетическим аппаратом. Если точнее, то координатами генов в ядре и их взаимодействием с волновым полем задаются векторы (процессы) формирования структуры организма.

Чтобы организм формировался генетической системой именно как структура, он должен обладать определенными свойствами именно как среда распространения химических волн. Нужно, чтобы параметры волнового поля организма определялись не столько проходимым волной расстоянием, сколько особенностями структуры, по которой волна распространяется. Связь протоплазмы соседних клеток через коннексоны создает именно такие условия.

Суммарная площадь поперечного сечения каналов коннексонов, соединяющих соседние клетки, на несколько порядков меньше площади поперечного сечения самой клетки. Поэтому сопротивление прохождению химической волны определяется почти исключительно неизменяемым числом пройденных переходов от клетки к клетке и стабильным количеством коннексонов на каждом переходе, а не размерами клеток, меняющимися при их деформациях в ходе изменения позы.

Именно поэтому изменение позы очень слабо влияет на параметры структурогенного волнового поля. Именно поэтому структурогенное волновое поле описывает (и прочитывает из генома) структуру, а не формы организма

Однако нельзя считать, что информационный результат прохождения химических волн по биологическим тканям совершенно не зависит от расстояния. Если бы геометрическая длина пути никак не отражалась на информационных характеристиках химических волн, то движения животного совершенно не мешали бы процессам развития, и тогда животным не нужен был бы сон, как физиологическое состояние (как он не нужен растениям). Но необходимость в периодах неподвижности — в каталептической обездвиженности и сне — сохранилась.

Оценивая коннексоны как продукт биологической эволюции, можно заключить, что они оказались именно тем изобретением Природы, которое позволило перейти от колонии однотипных клеток к многоклеточному организму, позволило возникнуть животным как активным, подвижным организмам, способным нападать и защищаться, активно искать пищу и уходить от опасности, а на более высоком уровне — создавать орудия труда, работать, творить. Не случайно высокая степень совершенства молекулярной структуры коннексонов характерна как раз для животных. Сходные структуры растений построены примитивнее.

Может возникнуть вопрос, а как же реагируют на прохождение химических волн другие поверхности клетки (традиционно именуемые «мембранами»), которых довольно много? Существуют энергетические центры клеток — митохондрии, имеющие «мембранные» оболочки, у растений к ним добавляются хлоропласты, в каждой клетке есть так называемый аппарат Гольджи со сложной «мембранной» структурой и т.д. Если воздействие фронта химической волны на оболочку клеточного ядра вызывает ее электрострикционное сжатие и порождает акустические волны, разрыхляющие хроматин, то аналогичные процессы должны иметь место и при воздействии химической волны на любую другую «мембрану». Учитывая обилие «мембран» в клетке (не говоря уже о клеточной оболочке), это должно создавать такой хаос акустических колебаний, при котором бесполезно надеяться на закономерное управление транскрипцией. Так ведь?

И да, и нет. Взаимодействие химических волн с множеством «мембран», находящихся в протоплазме, действительно, порождает пеструю картину акустических колебаний, пронизывающих клетку во всех направлениях. Но концентрация энергии этих «посторонних» волн в районе хроматина всегда значительно ниже порогового уровня, определяющего отрыв двойной спирали ДНК от нуклеосом.

Активные зоны химического волнового поля организма, вероятно, не являются совершенно независимыми друг от друга колебательными системами. Это, скорее, единая активная среда, подобие ансамбля усилителей, близких к генерированию и реагирующих всплеском активности на прохождение волны возбуждения. Но эта среда имеет разную плотность мощности колебаний в разных зонах.

Возможно и другое — что активные зоны организма похожи на «ведущие центры», возникающие на поверхности раствора при генерировании волн Белоусова-Жаботинского. Каждый центр независимо от других инициирует волну за волной, но общая картина колебаний не столь уж хаотична.

Наконец, и хаотичность волновой картины не должна вызывать особого беспокойства. Представьте себе старинный собор — его скульптуры, роспись, канделябры, лепку, и сравните два резко отличающихся варианта освещения — четкое солнечное освещение через витражи окон и ночное зыбкое, хаотичное освещение множеством свечей. Хаотичность волнового поля не мешает воспринимать ночную красоту храма при свечах, как и дневную красоту — при строгом солнечном свете.

Разрыхлить структурный ген могут только сфокусированные колебания, для чего требуется строго определенное расположение гена относительно «мембраны», определенный радиус ее кривизны, определенное расположение центра кривизны и нужная ориентация этой системы по отношению к активной зоне химического волнового поля

Случайное разрыхление ненужного гена и кратковременное появление в клетке не свойственных этой клетке РНК или даже белка, как правило, не способно существенно повлиять на протекающие процессы.

Биохимические процессы обычно представляют собой цепочки реакций, обслуживаемых группой последовательно действующих ферментов. Поэтому при активировании генов, определяющих биохимические процессы в клетке, принципиально важно обеспечить не эпизодические волновые воздействия, редко превышающие порог, а устойчивое включение целостной группы генов. Для этого требуется устойчивое расположение по отношению к генам неких «мембран», с определенными радиусами кривизны и определенными положениями центров. Нужна также их совместная ориентация относительно конкретных зон волнового поля организма, на которые «нацелена» данная клетка.

[Как же здесь не вспомнить эксперимент по вызыванию раковых опухолей... имплантированной зеркальной пластиной! — прим. ред.

Если некий «черный ящик» испорчен ударом кувалды, это мало что скажет о его природе. Если же он вышел из строя от засветки лампой-вспышкой — прибор можно уверенно отнести к светочувствительным оптико-электронным устройствам.

Минимальным воздействием на клетку, вызывающим её перерождение с последующим возникновением злокачественной опухоли, оказалось изменение (уменьшение) шероховатости пластины, имплантированной в брюшную полость крысы.

Случаи возникновения злокачественных опухолей при имплантации инородных тел с зеркальной поверхностью известны и исследованы давным-давно [Nothdurft, 1960]. Опухоли вызываются пластинами буквально из любых материалов, изоляторов или проводников, даже таких инертных, как тефлон или благородные металлы [Александер, Хорнинг, 1961; Мойжесс, 1981]. Чувствительность к ним у разных биологических видов различна. Вероятность образования опухоли пропорциональна площади зеркальной поверхности, и у крыс на 200 мм² поверхности пластины приходится в среднем одна клетка — основательница будущей опухоли [Brand et al., 1973]. Тот же материал, имплантированный в виде порошка, измельчённых пластин, текстиля — опухолей не вызывает.

Связь канцерогенеза с характером поверхности пластины наиболее детально исследована на пластинах из миллипоровых фильтров. При порах 0,1 мкм и менее вероятность канцерогенеза наиболее высока. С увеличением диаметра пор она снижается, а при порах 0,45 мкм и более падает до нуля [Karр et al., 1973]. Кривая зависимости не меняется при склеивании из миллипоровых фильтров трёхслойного пакета со сплошной внутренней перегородкой [Ferguson, 1977], что исключает связь канцерогенеза с циркуляцией веществ сквозь пластину.

Для выяснения локализации первой переродившейся клетки проводились тонкие эксперименты по отделению зеркальной пластины с прилегающим монослоем клеток от окружающей пластину соединительнотканной капсулы. Наблюдение за дальнейшей судьбой разделённых клеток привело к неожиданному результату. Оказалось, первая переродившаяся клетка, дающая начало всему клону клеток опухоли, возникает в соединительнотканной капсуле или (очень редко) за пределами капсулы, но никогда не обнаруживается в монослое клеток, лежащих на зеркальной поверхности [Мойжесс, Пригожина, 1973; Brand et al., 1973].

Иначе говоря, первая переродившаяся клетка не возникает в контакте с зеркалом, вызвавшим её перерождение. Клетка реагирует, становится злокачественной или остаётся нормальной, в зависимости от того, в какой мере зеркальна поверхность удалённой от неё пластины!

Это ясно доказывает, что такое дистанционное воздействие носит сугубо волновой характер, поскольку очевидным является участие фактора отражения. Но этого мало. Известно, что злокачественность клетки определяется процессами, протекающими в её ядре. Сумма фактов, описывающих канцерогенез при имплантации зеркальной пластины, позволяет говорить о воздействии на ядро аномальной зоны волнового поля организма, а именно, о воздействии пучности стоячей волны, возникающей при интерференции двух волн — прямой и отражённой от зеркала [Барбараш, 1983].

Особенности рассматриваемого процесса содержат в себе исходные данные для выяснения параметров волн. Установлено, что клетки, соприкасающиеся с неканцерогенными миллипоровыми фильтрами (поры 0,45 мкм и более), образуют плазматические выросты, проникающие в поры. При меньших диаметрах пор вероятность таких выростов снижается, а при порах 0,1 мкм и менее, соответствующих максимальной канцерогенности, клетки ложатся «зеркальным» слоем, без отростков или ворсинок [Johnson et al., 1972; Karр et al., 1973]. Это заставляет думать, что истинная величина неровностей, способных нарушить отражение, может оказаться значительно меньшей, чем 0,1 мкм. В обычной оптике, где используются синусоидальные колебания, неровности отражающей поверхности порядка четверти длины волны существенно мешают отражению. При таком подходе мы должны были бы оценивать длину волн не более, чем в 0,4 мкм.

С другой стороны, ближайшая к зеркалу пучность, как известно из физики, отстоит от него на расстоянии половины длины волны. Поскольку клетка-основательница опухоли никогда не возникает в контакте с имплантированной пластиной, учитывая расстояние до ядра следующей клетки, минимальная длина волны не может быть менее 30 мкм.

Не более 0,4 мкм и, одновременно, не менее 30 мкм. Несоответствие в 75 раз. Именно оно показывает, что перед нами не синусоидальные колебания, а солитоны (химические автоволновые колебания), крутизна передних фронтов которых определяет требования к шероховатости отражающей поверхности, а о расстоянии между соседними волнами говорит положение первой пучности. С учётом случаев возникновения первой переродившейся клетки за пределами соединительнотканной капсулы, и учитывая скорость химических волн порядка 4 км/с, получим, что протяжённость переднего фронта солитона не превышает 100 пикосекунд (вероятно, в действительности значительно меньше), а средний период следования колебаний — от 5 мкс до 5 нс. Это соответствует средним частотам следования солитонов порядка 200 кГц-200 МГц.

Но не нужно понимать ситуацию так, будто искомые волны можно регистрировать аппаратурой с диапазоном рабочих частот 200 кГц-200 Мгц. Поскольку передний фронт структурогенных химических волн занимает всего десятки пикосекунд, основная энергия колебаний сосредоточена в области десятков гигагерц.

Появились и экспериментальные данные, совпадающие с приведенными подсчётами. В газетной статье [Лесков, 1997] приведены результаты ранее засекреченных исследований во ВНИИ «Бинар», входящем в Российскую академию медико-технических наук. Сообщается об исследовательском комплексе «Аура 015ТМ», регистрирующем биополе человека и сконструированном с учётом расположения чакр и точек акупунктуры. Генеральный директор ВНИИ «Бинар», Э. Крюк сообщил о результатах измерений биополя, которые показали, что главное излучение сосредоточено в диапазоне радиоволн длиной 7-8 мм (что соответствует частотам 37-43 ГГц). ]

Такое постоянство взаимного расположения генов и «мембран» существует лишь между генами и оболочкой ядра.

Поэтому на разрыхление хроматина и на биосинтез в клетке реально влияет только воздействие химических волн на оболочку ядра.

Влиянием остальных мембранных структур клетки, в первом приближении, можно пренебречь.

Интересно, что у эукариот нередко встречаются крупные многоядерные клетки, в которых химические волны могут распространяться между ядрами без препятствий. Но такие многоядерные ансамбли, как правило, не приспособлены к разнонаправленным деформациям. Например, при развитии яйца дрозофилы в единой клетке образуется множество беспорядочно разбросанных ядер, затем они мигрируют к периферии яйца и располагаются закономерным образом. Радиоактивные метки показывают на этой стадии согласованность ориентации генетического материала ядер. Далее вокруг ядер формируются стенки клеток и начинаются все усложняющиеся процессы формирования тела личинки. Но яйцо отнюдь не обладает подвижностью.

Яркий пример статичных многоядерных клеток дают растения. Так, тропическая водоросль каулерпа (Caulerpa) из порядка бриопсиновых (сифоновых) представляет собой организм, достигающий 1 метра и состоящий из единственной клетки с множеством ядер. Недостаток механической прочности, связанный с отсутствием внутренних клеточных стенок, в огромной клетке каулерпы компенсируется наличием многочисленных целлюлозных балок.

КСГ, раскрывшая подоплеку связи клеток через коннексоны, объясняет, почему есть крупные одноклеточные растения, но нет крупных одноклеточных животных. Поскольку геном способен управлять биохимическими процессами лишь в некотором ограниченном объеме, то формирование значительного по размерам организма требует использования многих геномов, многих ядер. Однако многоядерный одноклеточный организм может сформироваться только в случае, если он между периодами активирования генов не изменяет своей формы, если он откажется от активного поведения, а это противоречит сущности большинства животных.

Таким образом, деление организма на клетки, сохраняющее относительное постоянство условий активирования генов при изменениях формы (позы) организма, реализовало возможности структурогенеза более полно, чем многоядерность в одной крупной клетке. Деление организма на клетки перенесло центр тяжести эволюции с форм организмов на их клеточные структуры, стало кардинальным условием развития наиболее активных представителей живого мира — условием развития животных.