Эликсир жизни (продолжение) Печать E-mail
Эрик Дрекслер (перевод Михаил Свердлов)Машины создания. Грядущая эра нанотехнологии(647кб!) Скачать архив 230кб.УГОЛЬ И АЛМАЗЫ, песок и чипы компьютера, рак и здоровая ткань - на всём протяжении истории, в зависимости от упорядочения атомов, возникало дешевое или драгоценное, больное или здоровое. Упорядоченные одним образом, атомы составляют почву, воздух и воду; упорядоченные другим, они составляют спелую землянику. Упорядоченные одним образом, они образуют дома и свежий воздух; упорядоченные другим, они образуют золу и дым. ...Белковые машины, называемые ферментами ограничения, интерпретируют некоторые последовательности ДНК как "резать здесь". Они считывают эти участки гена контактно, прилипая к ним, и они разрезают цепь, меняя порядок нескольких атомов. Другие ферменты соединяют части вместе, "читая" соответствующие части как "склеить здесь", аналогично "читают" цепи выборочным прилипанием и соединяют их, изменяя порядок нескольких атомов. Используя генные машины для чтения, а ферменты ограничения для разрезания и склеивания, генные инженеры могут написать и отредактировать любую фразу ДНК, которую захотят....Генные инженеры сейчас запрограммировали бактерии делать белки, от человеческого гормона роста до ренина, фермента, используемого при создании сыра. Фармацевтическая компания Eli Lilly (Индианаполис) сейчас продвигает на рынок Хьюмулин, молекулы инсулина человека, произведённые бактериями....Точно так же, как сегодняшние инженеры строят такие сложные машины как манипуляторы робота из обычных моторов, подшипников и движущихся частей, завтрашние биохимики будут способны использовать молекулы белка как двигатели, подшипники и движущиеся части, чтобы строить манипуляторы роботов, которые сами будут способны манипулировать отдельными молекулами....Форрест Картер из Военно-морской научно-исследовательской лаборатории США, Ари Авирам и Филипп Сеиден из IBM, Кевин Улмер из корпорации Genex, а также другие исследователи университетских и промышленных лабораторий по всему земному шару уже начали теоретическую работу и эксперименты, ставящие целью разработку молекулярных переключателей, устройств памяти и других структур, которые могли бы быть встроены в компьютер, основанный на белках....Несмотря на универсальность, белок имеет недостатки как технический материал. Белковые машины перестают функционировать при высушивании, замерзают при охлаждении и свариваются при нагревании. Мы не строим машины из плоти, волос и желатина; за многие столетия мы научились использовать свои руки из плоти и костей, чтобы строить машины из дерева, керамики, стали и пластмассы. Аналогично мы будем поступать в будущем. Мы будем использовать протеиновые машины, чтобы строить наномашины из более прочного вещества, чем белки. Как только нанотехнология двинется дальше использования белков, она будет становиться более обычной с точки зрения инженера. Молекулы будут собираться подобно компонентам набора монтажника, а хорошо связанные части будут оставаться на своих местах. Так же как обычные инструменты строят обычные машины из частей, так же и молекулярные инструменты будут связывать молекулы так, чтобы образовывать крошечные двигатели, моторы, рычаги, обшивки и собирать их в сложные машины.Подобно рибосомам, такие наномашины могут работать под управлением молекулярных лент. В отличие от рибосом, они будут иметь дело с широким разнообразием маленьких молекул (не только аминокислот) и присоединять их к собираемому объекту не только в конце цепи, но и в любом желаемом месте....Клетки воспроизводятся. Их машины копируют свои ДНК, которые направляют их рибосомные механизмы на строительство других машин из более простых молекул. Эти машины и молекулы содержатся в заполненном жидкостью мешке. Мембрана впускает молекулы, снабжающие клетку энергией и части для дальнейшего производства наномашин, ДНК, мембран и т.д.; она выпускает отработанные молекулы, несущие энергию и остатки компонентов. Клетка воспроизводится путем копирования частей внутри своего мембранного мешка, сортируя их на две группы, и расщепляя мешок на два. Искусственные репликаторы могли бы строиться так, чтобы работать аналогичным образом, но используя ассемблеры вместо рибосом. Таким образом мы могли бы строить клетко-подобные репликаторы, которые не ограничиваются молекулярными машинами, сделанными из мягких влажных складок молекул белка....Ассемблеры будет способен делать практически все что угодно из обычных материалов без использования человеческого труда, заменяя дымящие фабрики системами, чистыми как лес. Они в корне преобразуют технологию и экономику, открывая новый мир возможностей....МЫ БУДЕМ ИСПОЛЬЗОВАТЬ молекулярную технологию, чтобы принести здоровье, потому что человеческое тело сделано из молекул. Больные, старые и раненные - все страдают того, что атомы устроены в неправильные структуры, которые появились будь то из-за вторжения вирусов, прошествия времени или свернувших с дороги автомобилей. Устройства, способные переупорядочить атомы будут способны устанавливать их в правильное положение. Нанотехнология принесет фундаментальный прорыв в медицине....Короче говоря, с молекулярной технологией и техническим ИИ мы будем делать полные описания здоровой ткани на молекулярном уровне, и будем строить машины, способные входить в клетки, понимать и изменять их структуры....Старение по сути ничем не отличается от любого другого физического расстройства; в нем нет никакого волшебного влияния календарных дат на мистическую жизненную силу. Хрупкие кости, морщинистая кожа, низкая ферментная активность, медленное заживление ран, плохая память и все остальное - все происходит из повреждения молекулярных машин, химических дисбалансов и нарушения порядка в структурах. Восстанавливая структуру всех клеток и тканей тела до такой, как в молодости, машины ремонта восстановят и здоровье, как в молодости.Еще об использовании нанотехнологии в геронтологии - в статье М.В. Соколова Клиническая геронтология через несколько десятилетийБолее подробно об истории геронтологии и раскрытых причинах старения.Профилактика старенияВ статье описываются такие факторы, влияющие на процесс старения как:Электромагнитные поля, Ионизирующая радиация, Антиоксиданты, Латирогены (группа веществ, препятствующих образованию сшивок, в частности молекул коллагена соединительной ткани), Комплексоны, Адаптогены (тонизирующие средства, повышающие адаптационные возможности и сопротивляемость организма к различным факторам), Биостимуляторы, Препараты клеточной и тканевой терапии, Иммунотропные средства, Гормоны, Средства воздействия на генетический аппарат, Химические средства разных групп, Витамины и микроэлементы, Ограничение питания, Энтеросорбция (удаления токсинов и их метаболитов), Физическая нагрузка, Снижение температуры тела, Сон, Гипобиоз (экстремальные холод, жара, голод), Акупунктура, Восточные психотехники.Проведенный анализ подходов, средств и методов продления жизни позволяет отметить в качестве перспективных для человека и требующих дальнейшего углубленного исследования: специальные геропротекторные диеты и голодание; энтеросорбцию и др. средства нормализации эндоэкологии организма; гипобиоз; средства регуляции биоритмов (в частности сна). Обзор истории геронтологии с древности до наших дней - в статье Омоложение и здоровый образ жизниВозникновение биологического "стремления" к увеличению продолжительности жизни явилось следствием физических законов, а также того факта, что жизнь на Земле зародилась в виде феномена саморазмножения макромолекул в водном растворе. Уже на уровне макромолекул действовал отбор на увеличение продолжительности их существования, так как "смерть" (распад) и "старение" (повреждение) молекул были неизбежны. Аналогичным образом происходила селекция приспособлений, обеспечивающих достаточно длительное существование, у одноклеточных, а затем и у многоклеточных организмов. После возникновения нервной системы и психики биохимические и физиологические приспособления, обеспечивающие поддержание (и увеличение при появлении соответствующего давления естественного отбора) необходимой продолжительности жизни, были дополнены поведенческими инстинктами и механизмами нервной регуляции физиологических процессов. Появление у человека сознания привело к пониманию им факта ограниченности собственного существования во времени (т. е. факта смертности). Это вызвало возникновение коллизии между его биологическим, инстинктивным стремлением к длительному существованию и осознанием невозможности его достижения. У большинства людей это приводило к примирению с фактом смертности. Такое примирение выразилось в возникновении различных защитных психологических механизмов (как правило, культурно опосредованных), одним из которых является вера в посмертное существование.В.А.Гусев Свободнорадикальная теория старенияСогласно основным положениям, постулированным А. Вейсманом, естественное старение отсутствует у одноклеточных организмов. Эволюционное противоречие между необходимостью специализации клеток и сохранением их бессмертия путем неограниченного деления привело к необходимости разделения клеток на соматические, которым было позволено дифференцироваться и стареть, и бессмертные зародышевые или половые. Существование огромных и сложных многоклеточных организмов, содержащих многие триллионы соматических клеток, в сущности, направлено к тому, чтобы обеспечить бессмертие половых клеток. Взгляды Вейсмана нашли убедительное подтверждение в исследованиях Л. Хейфлика, установившего, что нормальные соматические клетки человека имеют ограниченный митотический потенциал и конечную продолжительность жизни. Естественное старение, как представляется очевидным, присуще и бесконечно делящимся клеткам, но, постоянно воспроизводя свою генетическую информацию и свои сравнительно несложные структуры, они умеют делать его незаметным. Старение же многоклеточного организма складывается из падения пролиферативного потенциала его стволовых клеток (исчерпанием их первоначального количества) и старения и смерти его полностью дифференцированных клеток. ...В митохондриях (энергетических органеллах клетки) метаболизируется более 90% потребляемого аэробными клетками кислорода и образуется около 75% общего потока супероксидных радикалов в клетке. Митохондрии у видов с низкой продолжительностью жизни, например у комнатных мух, генерируют в 6 - 300 раз больше оксидантов, чем митохондрии млекопитающих. Сравнительное исследование в тканях сердечной мышцы у восьми видов млекопитающих, значительно различающихся по продолжительности жизни, обнаружило большее образование супероксидных радикалов субмитохондриальными частицами короткоживущих видов....существует обратная зависимость между интенсивностью обмена у животного и продолжительностью его жизни. Малая масса тела и высокий обмен веществ обуславливают небольшую продолжительность жизни.Исключением из этого правила оказываются, например, приматы и птицы... Большая продолжительность жизни приматов связана с более высоким уровнем антиокислительной защиты супероксиддисмутазой.... Однако птицы живут почти вдвое дольше, чем млекопитающие того же размера. В то же время, у птиц не только гораздо более высокая интенсивность обмена, но и более низкий уровень антиоксидантов. Как выяснилось в результате независимых исследований, изолированные митохондрии мозга, печени и сердца голубя потребляя в два - три раза больше кислорода, чем митохондрии крыс, генерируют только одну треть или половину перекиси водорода....Воздействие оксидантов на белки ведёт к окислению сульфгидрильных групп, образованию окисленных производных аминокислот, перекрёстных связей между белками, фрагментации их на пептиды, реакции с альдегидами. В длительно сохраняющихся белках ( коллагене, кристалине ) оксиданты в присутствии сахаров формируют производное пентазидин, продукт перекрёстных связей между аргинином лизином и сахарами....Обнаруженный около 60 лет назад Мак Кей феномен удлинения жизни животных при ограничении калорийности питания до сих пор остаётся необъяснённым. Логично предположение, что он связан со снижением интенсивности обмена. Сравнительная оценка скорости генерации супероксидных радикалов и перекиси водорода митохондриями мозга, сердца и почки крыс, находящихся на нормальном питании и низкокалорийной диете подтвердила это предположение. В целом данный цикл исследований находится пока в начальной стадии и не может считаться завершённым. Аналогичная закономерность может быть прослежена и в отношении связи скорости старения с температурой тела, наиболее очевидная у пойкилотермных организмов, уровень обмена у которых легко изменяется с изменением температуры тела.В этом контексте можно привести также данные о том, что у женщин, которые живут в среднем на 10 лет дольше, чем мужчины, уровень основного обмена на 6% ниже, чем у мужчин. Основные центры долгожительства человека расположены в горных областях. Содержание кислорода там меньше, чем на равнине.А.М.Германский Радиоуглерод и смертностьПриводимая работа занимает слишком много места и здесь предлагается в виде архивного файла. Гипотеза о том, что старение и смертность определяется уровнем естественного фона радиации, представленного радио-изотопом углерода, который постоянно образуется в атмосферном углекислом газе под действием жесткого космического излучения, во напоминает свободно-радикальную гипотезу тем, что главный акцент делает на некий повреждающий фактор.Автор наглядно приводит корреляционные зависимости и механизмы повреждающего воздействия. Однако никак не рассматривает возможное влияние других известных факторов, о которых идет речь в этой подборке, в том числе такие очевидные как вдовая программа развития организма. Поэтому возникает впечатление, что это - главный и единственный фактор, влияющий на смертность и если удастся оградить от влияния радио-углерода, то, по идее, ничего уже не помешает жить практически вечно.Поиск [4] причины, определяющей вариации естественной смертности населения Земли, привел к такому хорошо известному явлению, как глобальные флуктуации концентрации радиоактивного углерода-14С в атмосфере, происходящие в силу большой подвижности воздушных масс практически одновременно по всей планете. Если предельно кратко изложить известные из литературы [8,9] сведения о роли радиоактивного углерода в биосфере, то получится следующее.В естественных условиях радиоуглерод образуется в основном при взаимодействии вторичных нейтронов космического излучения с ядрами азота, которые находятся в стратосфере, по реакции 14N?(n,p)?14C.Участвуя в обменных процессах вместе со стабильным углеродом, 14С по пищевым цепочкам проникает во все органы, ткани и молекулярные структуры живых организмов. Главное повреждающее действие связано с изменением химического состава молекул ДНК за счет превращения атома углерода в атом азота.Подобные превращения в генетических структурах клетки принято называть трансмутациями, а вызванные ими генетические эффекты – трансмутационными. Факт высокой генетической значимости трансмутационного превращения 14С, включенного в молекулы ДНК, теоретически обоснован и экспериментально доказан. При этом эффект проявляется в том числе и в области малых доз, близких к уровню доз от естественного радиационного фона....Еще одна причина вариаций концентрации радиоуглерода в атмосфере это циклы солнечной активности. Чем выше активность Солнца, тем больше защищена Земля от галактических лучей и тем ниже скорость образования естественного 14С в стратосфере....Основываясь на результатах работы [5] можно утверждать, что корреляционная связь параметров естественной смертности с концентрации атмосферного 14С обнаруживается во все характерные периоды, связанные: с солнечной активностью, с выбросами индустриального 12СО2 и с “бомб-эффектом”....В целом приведенные факты не только не противоречат, но и удовлетворительно согласуется с известными представлениями о роли 14С в биосфере. Учитывая, что радиационное действие ?-частиц и ядер отдачи азота, возникающие в результате распада 14С, на организм человека пренебрежимо мало, можно утверждать, что смертность людей связан с числом вызванных радиоуглеродом трансмутационных дефектов на уровне ДНК. Попасть в структуру ДНК радиоуглерод может только по пищевым цепочкам вместе со стабильным углеродом. Таким образом, становится очевидным, что в течение жизни естественная смертность людей зависит от количества радиоактивного углерода в потребляемой пище, где 14С всегда присутствует пропорционально его концентрации в атмосферной углекислоте.Для того чтобы ограничить поступление 14С во все органы, ткани и молекулярные структуры организма человека, была сформулирована очевидная идея создания индустрии продуктов питания, чистых относительно радиоуглерода [11]. Никаких неразрешимых инженерных задач на пути ее реализации нет, все вопросы носят организационный и финансовый характер. Потребление таких “чистых” продуктов неизбежно приведет к снижению уровня радиоуглерода в организме и, следовательно, к увеличению продолжительности жизни.http://www.scorcher.ru/art/long_life/long_life.php
 
« Пред.   След. »
Подключиться к кабельному телевидению