Поле кода. Искусственные генетические машины

Николай Бодягин

Поле кода. Искусственные генетические машины

Глава 1. Поле Кода

1.1. Правила

Я хорошо понимаю, что читать чужие статьи и книги – серьёзная работа, требующая времени. Это дорого для человека, особенно если он творчески состоятелен и знает, как и для чего тратить свой бесценный кусочек жизни. Поэтому следовал следующим правилам:

– не излагать известные чужие работы и мысли, а писать лично от себя;

– писать максимально коротко и ясно;

– использовать только известные физические представления и терминологию;

– не использовать математические выкладки;

– не представлять того, в чём не уверен;

– для всех гипотез и идей формулировать проверочные эксперименты.

1.2. Гипотеза

В существующем представлении Код – это система химических элементов, организованных в специфическую пространственную структуру, которая способна самовоспроизводиться, извлекая энергию и вещество извне.

Я предполагаю, что помимо линейной последовательности нуклеотидов часть генетической информации содержится в пространственной структуре Кода, которая при этом является источником специфического поля. С его помощью осуществляется управление сборкой отдельных элементов в единый организм и коммуникации с внешним окружением.

Достоверно установленная спиральная структура ДНК вызывает восхищение и логично приводит к заключению о параллелях с другими спиральными шедеврами Природы. Однако до сих пор она не имеет вразумительного объяснения своего происхождения и функций и ей не нашлось места в работе механизма наследственности.

Но, как известно, Природа ничего не делает впустую. Просто так она и пальцем не шевельнёт. Не будет, например, разрисовывать стёкла морозными узорами и создавать спирали ради нашего эстетического удовольствия. Она единственно умная среди нас, мнящих себя суперменами. И не рискну даже предполагать, что спирали – это атавизм и пустой багаж, передвигаемый эволюцией из глубокого прошлого. Стоит задуматься, что спиральная иерархическая геометрия в Природе и, в частности, в геноме играет некую очень важную роль, является фундаментальной формой живого.

1.3. Поля генома

1.3.1. Пространственная организация генома

ДНК – это длинная полимерная молекула, состоящая из повторяющихся белков – нуклеотидов. Её две цепи, ориентированные азотистыми основаниями друг к другу, образуют первичную структуру. Эта молекула закручена по винтовой линии. Это вторичная структура.

Она усложняется с увеличением масштаба и образует третичную структуру – спиральную свёртку вторичной. За ней следует ещё одна винтовая компактификация. Их размеры последовательно увеличиваются: 10 нм, 30 нм и т. д. Это верхние уровни структуры.

Совокупная длина ДНК у высших организмов – около двух метров, и она компактно упакована в ядро клетки диаметром 10 мкм в виде иерархической структуры. Важнейшее обстоятельство – спиральная компактификация на всех уровнях организации генома. Эта удивительная упаковка – не только способ экономно расходовать пространство, но прежде всего обеспечивает выполнение важнейших задач защиты, хранения и трансляции генетической информации.

Вероятно, итоговая внешняя форма ДНК – сфера, предполагающая минимум потенциальной энергии (насколько это понятие вообще применимо в данном случае). Это позволяет ей изоморфно сохранять устойчивость при внешних воздействиях. Такова, например, форма жидкостей в «свободных условиях». Внешние более рыхлые слои образуют упругую гибкую оболочку, способную поглощать внешние воздействия, в том числе противостоять тепловым флуктуациям, как, например, резиновый мячик. При приемлемых уровнях внешних воздействий целостность генома сохраняется. Очевидно, что совсем иную устойчивость ДНК демонстрировала, будучи растянутой в линию.

1.3.2. LC контур

С позиций электромагнетизма вторичная спиральная структура ДНК – это индуктивность, источник магнитного поля (МП), как обычная катушка с током. Это же относится и к следующим верхним уровням спиральной структуры. Таким образом, магнитное поле – это следствие пространственной организации.

Ёмкость ДНК как электромагнитной (ЭМ) системы обусловлена двумя параллельными цепочками соединений, образующих линейную последовательность (аналог обкладок конденсатора), и взаимодействиями верхних уровней между собой.

Таким образом, геном может быть условно рассмотрен как последовательный колебательный контур с распределёнными параметрами. Аналогичные устройства в технике имеют очень узкую полосу пропускания и обычно используются в качестве фильтров. Это может объяснять селективность всех процессов, определяемых геномом: от взаимодействий на микроуровне до когнитивных механизмов и, как следствие, гиперчувствительность организма к окружению. Особенно ярко это проявляется в отношениях родственных, т. е. резонансно связанных прошлым биообъектов, даже если они находятся на значительном удалении. Накопившихся экспериментальных фактов достаточно для такого утверждения.

1.3.3. Токи зарядов

Буквы генетического Кода последовательно воплощаются в РНК и белки. При этом происходит перемещение электронной плотности за счёт перестройки химических связей. И таких процессов множество. Биологическая динамика есть сеть ЭМ-поддерживаемых биохимических реакций. Фактически это означает протекание электрического тока и возникновение ЭМ полей (рис. 1).

Такие поля существуют не только в режиме репликации, но и в «статике». Причинами являются асимметрия электронной плотности, флуктуации, динамические внешние и внутренние факторы.

1.3.4. Геном как приёмник-передатчик

Информация, хранимая в линейной цепочке нуклеотидов, геометрически свёрнута так, что образует LC контур, который работает как приёмник-передатчик ЭМ сигналов. Его электродинамическая потенция существует в виде внутренних полей и излучений. Поэтому генетическая информация может сама себя транслировать вовне и становиться активной без дополнительных ухищрений. Это принципиально отличается от искусственных систем, где обычно источник информации и её передатчик разделены.

Именно верхние уровни структуры обеспечивают двухстороннюю связь генома с внешним и внутренним окружением. Это позволяет ему сохранять устойчивость и возможность последовательной эволюции.

Изменения генома в процессе жизни организма обусловлены не только высокоэнергетическими повреждениями, но и его чувствительностью как резонансной электродинамической системы.

Рис. 1. Токи и электромагнитные поля ДНК

1.3.5. Свойства полей ДНК

Характеристики полей (энергия, напряжённость, частоты и т. д.) определяются пространственной организацией структуры, линейной цепочкой нуклеотидов и связанными с ней физико-химическими процессами, внешними и внутренними факторами и их флуктуациями. Поле ДНК представляет собой динамическую объёмную, вероятно, фрактальную структуру.

Структура поля организма индивидуальна. Ей соответствует уникальный набор собственных частот, на которых могут наблюдаться резонанс или синхронизации. Наличие собственных вибраций объясняет специфическую селективную активность ДНК, РНК и белков.

Действие ЭМ полей ДНК простирается на расстояния, много большие межатомных. Вероятно, это одна из причин, почему МП, глубоко проникая в организм, эффективно взаимодействуют с ним. Это воплощено в многочисленных успешных приборах.

Поля, излучения и потоки вещества, организованные в спирали, имеют специфические свойства. Подробности об их свойствах и способах их генерации изложены ниже.

1.3.6. Природа полей

Термин «биополя» стоит применять не в смысле того, что они присущи исключительно биоматерии и имеют природу, отличную от полей, достоверно установленных наукой, а только в значении того, что они порождаются биообъектами наряду с другими известными излучениями (инфракрасное, ультрафиолетовое и т. д.). Сегодня вполне достаточно теоретических и экспериментальных «ресурсов» для объяснения явлений, протекающих в биообъектах, и в частности ДНК, без привлечения новых сущностей.

Процесс передачи генетической информации может быть переведён на язык ЭМ явлений: полей, зарядов, вибраций, частот и т. д. И этот «новый» взгляд приведёт к серьёзному прогрессу в геномике и её приложениях.

1.3.7. Эллипс

Принято считать, что спираль генома в проекции, перпендикулярной к оси, является окружностью, но в действительности она представляет собой асимметричную фигуру, близкую к эллипсу. Это связано с асимметрией комплементарных групп. Эллипс содержит и создаёт полярность и ритм – основу любого развития и существования живого и неживого. Такая же топология наблюдается в траекториях движений планет и электронов в атомах, в живой природе и т. д. Эта производящая потенцию геометрия означает, что система испытывает колебания в виде последовательности сжатия – расширения. Если это предположение верно, то оно будет иметь серьёзные следствия для понимания процессов репликации.

1.3.8. Вода

В реальных «жизненных» условиях существует тесная взаимосвязь ДНК с окружающей её водной оболочкой. Вода – это материальный субстрат связи генома с «внешним миром». Она выступает неким защитным скафандром генома и существенно модулирует внутренние поля ДНК и воздействие внешнего окружения. Это напоминает защитный озоновый слой Земли. Более того, в работе Б. Фенга (Feng B. et al. PNAS, 2019, v. 116, n. 35, p. 17169–17174) на основе результатов проведённых экспериментов сделан вывод о том, что ДНК не просто постоянно окружена слоем воды, но и сама её спиральная структура зависит от состояния воды.

Таким образом, работа генома неразрывно связана со свойствами внутренней воды (они практически неизвестны), которые чрезвычайно важны для безошибочной и постоянной работы механизма репликации. Это подразумевает, что вибрационное управление генетическими процессами должно включать взаимодействие с собственными вибрациями воды. Можно провести ряд очевидных экспериментов по выявлению их резонансной взаимосвязи.

Верно и обратное: ДНК модулирует структуру пограничного слоя воды. По мере приближения к границе с геномом её структура становится более упорядоченной, утрачивая старые степени свободы и обретая новые.

В известных экспериментах Л. Монтанье (Montagnier L. et al. Electromagn. Biol. Med. 2015, 34, 106–112) с помощью внешнего магнитного поля был осуществлён перенос информации от концентрированных образцов ДНК на воду и обратное восстановление генома. Это может означать, что внутренняя вода является переносчиком генетической информации и связывает все части тела, перемещаясь между ними. А магнитное поле со специально подобранными характеристиками, в том числе с теми, которые использовались в опытах Монтанье, может служить дополнительным средством усиления взаимодействия процессов в разных частях организма.

1.3.9. Поля партнёров

Все идеи о полях ДНК применимы к её партнёрам – РНК и белкам, которые тоже имеют собственные ЭМ поля. Форма биороботов, характер их движений – не абстрактные паттерны, а воплощение геометрии, за счёт которой генерируются поля особой конфигурации и обеспечивается выполнение функций этих биороботов.

Геометрию белков и РНК нельзя считать однозначно спиральной. Однако в силу своей развитости она оказывается топологически адекватной структуре ДНК. Это определяет резонансные (синхронизационные) механизмы взаимодействий между ними и связывает их в единую систему. Это важная идея, в том числе и потому, что информация о любом из участников процесса репликации может симметрично использоваться по отношению к другим.

Таким образом, авторепликация – это синергетичный, полевой, вибрационный процесс. Все его участники, связанные воедино через резонансы и синхронизации, порождают новое качество – жизнь.

Чрезвычайно сложно установить корреляции между геометрией генома и финишной формой организмов. Но можно предположить, что спиральная геометрия потенциально порождает мощный континуум степеней свободы у упакованных в неё веществ, позволяя формировать им множество пространственных форм.

1.4. Экспериментальные возможности

Поля и творческие возможности Кода могут быть подвергнуты многосторонней экспериментальной проверке. Однако это выше моих сил и возможностей, что и послужило главным стимулом публикации данной работы.

Далее предложены варианты экспериментального исследования поля генома, которые при небольшой коррекции трансформируются в методы его практического использования.

Идеи экспериментов с геномом содержатся и в других разделах.

1.4.1. Что известно

Сначала стоит внести ясность относительно сути некоторых уже известных экспериментов и их интерпретаций. Я обязан это сделать, хотя ясность в итоге может оказаться формой полного тумана.

Существует множество экспериментов по исследованию взаимосвязи биообъектов и корреляций внутри них. Это опыты Гурвича, Казначеева, Поппа, Гаряева и многих других авторов. Результаты опытов иногда плохо воспроизводимы. Но их многочисленность, использование современных способов регистрации и ряд других важных обстоятельств доказывают неоспоримость факта существования взаимосвязи.

С теорией и терминологией дело обстоит несколько хуже. Здесь имеют место элементы художественно-физической анархии. Но, как известно, в любом хаосе есть порядок.

Однако все эти проблемы не носят принципиального характера, и можно уверенно утверждать, что биохимические процессы сопровождаются излучением и поглощением электромагнитной и акустической энергий, которые совсем не «мусорные» и бесполезные, а стимулируют собственные и внешние процессы в биосистемах.

Поэтому не должно вызывать удивления и отторжения, что носители генной информации и все участники процессов репликации имеют собственные поля, с помощью которых они синергетично взаимодействуют. При этом часть генетической информации обусловлена геометрией их структуры.

В разделе 1.3.8 упоминались результаты экспериментов Монтанье по успешному переносу информации от ДНК на воду. Объяснить это явление без признания наличия внутренних полей у ДНК, на мой взгляд, невозможно.

Я надеюсь, что предложенные идеи позволят систематизировать результаты многих известных экспериментов и провести исследования по новым методикам. Возможно, это будет способствовать появлению единой научной терминологии и кристаллизации теории.

1.4.2. Расчёты

Важнейшее значение при расчёте полей генома имеют геометрические характеристики:

– диаметр спирали;

– межвитковое расстояние вторичной структуры;

– размеры третичной и высших образований;

– организация субструктур внутри верхних уровней;

– расстояние между цепочками и иное.

Возможно, что геометрия спирали – отношение длины спирали, соответствующей полному обороту, к её диаметру или размеру скрутки или что-то ещё – может иметь отношение к известным в природе математическим пропорциям: «золотой», числам Фибоначчи, последовательности Фейгенбаума и т. д.

Другими значимыми параметрами являются те, которые имеют законченный самостоятельный геометрический, химический, семантический смысл:

– размер нуклеотидов;

– размер кодона;

– размеры субструктур высших уровней и иное.

Соответствующие им степени свободы определяют собственные вибрации генома, которые взаимосвязаны в единую вибрационную матрицу. Геном с этих позиций является сложной многочастотной динамической машиной.

Собственные частоты f могут быть рассчитаны по известной формуле:

f = L/v,

где L – размер элемента структуры,

v – скорость распространений возмущения.

Это может быть скорость света, звука, движения зарядов или иного показателя. Также возможны варианты расчёта по энергиям межатомных и молекулярных связей, по формуле Де Бройля, по энергетическим затратам на разрушение структуры, по механическим характеристикам. В результате может быть определён спектр основных и производных от них частот для разных уровней структуры.

Помимо самостоятельной важности этих частот интересны и их взаимосвязи:

– между собой;

– со спектрами поглощения ДНК, ИК спектрами и т. д.;

– с характеристиками ЭМП, оказывающими значимое влияние на биообъекты. Если будет обнаружено совпадение, то оно будет свидетельствовать в пользу возможности резонанса с волновыми характеристиками Кода;

– с собственными частотами: воды, клеток, Земли, Луны, Вселенной (например реликтовое излучение).

Все эти предложения относятся к полям партнёров: РНК и белкам.

1.4.3. Измерения

Я предполагаю, что для измерения поля достаточно технологии секвенирования ДНК и высокоточных измерительных приборов. Кроме них в качестве датчиков могут использоваться биообъекты, различные физико-химические процессы, в том числе фазовые переходы.

Очень вероятно, что мы обнаружим иерархию полей с различными частотами, соответствующими различным уровням структуры ДНК, РНК, белков.

Роль генома определяют два различных процесса: акт оплодотворения с партнёром из иного организма и текущая авторепликация белков в процессе жизни. Динамика этих действий и соответствующие трансформации полей могут сильно различаться по интенсивности и длительности, но, вероятно, будут иметь сходную топологию по сути.

Рис. 2. Перенос действия образцов ДНК с помощью внешних полей на объекты: биосистемы, вещества, процессы

Изучать такой изменчивый и адаптивный объект, как поле генома, не внося при этом искажений в него, очень сложно. И всё же предложу несколько вариантов исследований:

– исследование динамики полей и излучений в фазе начала жизни (в момент оплодотворения) по аналогии с экспериментом сотрудников Массачусетского технологического института на примере морских звёзд (Patiria miniata) (подробности работы в п. 1.7);

– модуляция внешних полей (ЭМ, акустическое) и излучений образцами ДНК и перенос этого действия на различные вещества и процессы, в том числе биосистемы (рис. 2);

– отличие в полях образцов ДНК, извлечённых из организма, и непосредственно в «рабочем состоянии» внутри него;

– изменения в геноме и его поле под влиянием внешнего искажения (рис. 3);

– изменение в поле образца Кода после изменения его структуры, например после удаления какого-либо звена;

– использование техники Кирлиан для массивных образцов ДНК;

– усиление, фокусировка, отклонение и другие манипуляции с полями Кода;

Рис. 3. Изменения в поле генома под влиянием внешнего объекта

– изменение направления и условий переноса генетической информации под влиянием внешнего поля;

– анизотропия полей образцов ДНК со структурой, выстроенной в одном направлении; возможно усиление эффекта внешними полями;

– направление вращения поля;

– поле как стоячая волна;

– поля ДНК, влияющие на квантовый уровень: отклонение частиц, дифракция и т. д.;

– поля белков, РНК и др.;

– поля как детектор движений и временной динамики генома;

– диагностика эволюции структуры и поля генома короткоживущих объектов методами атомной микроскопии или чем-то в этом роде в режиме реального времени;

– геном – высокоселективная система. Его действие и чувствительность будут проявляться в узких частотных интервалах. Поэтому, применяя соответствующие датчики и излучатели, его можно уверенно выделять в спектре сопутствующих полей. Например с помощью известных методов спектроскопии. Вероятно, удастся разработать метод пространственной диагностики, по типу МРТ. И если современная МРТ основана на фиксации изменений состояний атомов водорода, то, возможно, и для ДНК найдётся соответствующий элемент или молекула. Для этого приемлемы методы изучения магнитных материалов, веществ, содержащих магнитные кластеры, и т. д. В результате мы визуализируем геномное поле, его дефекты, неоднородности и т. д. Оно может быть методом диагностики отдельной клетки, органа и организма в целом. Можно предположить, что поле здорового организма будет существенно отличаться от повреждённого или больного. Интересно, обнаружим ли мы при этом голографическую структуру, о которой так много говорилось?

– исследование состояний внутренней воды, контактирующей с геномом.

Открытой для меня остаётся проблема прямого эксперимента, доказывающего, что часть генетической информации содержится в самой геометрической структуре. Можно попытаться деструктурировать ДНК до простой линейной последовательности, вытянутой в линию, растянув спиральную структуру с помощью поля, и оценить влияние на процесс репликации. Но я не представляю, возможно ли это вообще без нарушения естественной структуры цепочки. Результаты можно сопоставить с известным действием факторов, искажающих генетическую информацию или её передачу.

1.4.4. Использование эффекта формы

Под эффектом формы я понимаю возможность влияния на состояние и характеристики объекта некой вещественной геометрической формы, не являющейся его частью, внешней по отношению к нему. Не имею возможности и смысла представлять целиком всю свою отдельную работу, посвящённую описанию этого эффекта. Ниже изложены тезисы из неё.

Внешняя ограничивающая форма

Примеры: фигуры Хладни, процессы внутри пирамид, рост кристаллов, явления самоорганизации и т. д. Свежий пример из биологии – экспериментально установленный эффект перепрограммирования стволовых клеток в клетки другого типа путём изменения формы ограничивающей площадки, на которой они выращивались. При этом специальные молекулярные регуляторы не использовались (R. Venkatachalapathy et al. PNAS, 2018, v. 115, n. 21, p. 4741–4750).

Т.е. макроформа в ряде случаев может определять структуру на микроуровне. Наши представления позволяют сформулировать несколько вариантов объяснения этого эффекта:

– поля Кода в колониях клеток образуют единую полевую структуру и начинают чувствовать ограничивающие их формы. Это заставляет систему меняться в целом и в каждой её части-клетке. Совершенно невероятно, чтобы такое влияние могло быть распознано одной клеткой. Это синергетический эффект, приводящий к переходу на новый качественный уровень. Объединять клетки вместе может, вероятно, только дальнодействующее поле;

– вибрации и излучения, порождаемые клетками, отражаются от стенок формы, возвращаются назад и стимулируют собственные процессы. Это эффект автостимуляции;

– внешние вибрации, попадающие на ограничивающую форму, формируют особый энергетический ландшафт по типу фигур Хладни.

Возможно повторить этот эффект на больших масштабах, дабы избежать прецизионных измерений. Для этого можно использовать представителей обеих видов материи: бактерии, дрожжи, монокультуры мелких объектов, кристаллы, полимеры и т. д. Важна зависимость эффекта от масштаба. Для усиления форму можно изготавливать из материалов, оказывающих сильное воздействие на ЭМП, с частотами, близкими к собственным вибрациям клеток.

Результаты этих экспериментов в совокупности с многочисленными другими данными, в том числе и по влиянию формы на неорганические системы, представляют несомненный научный интерес и имеют огромные практические перспективы.

Форма внутри объекта

Если есть эффект внешней ограничивающей формы, то не следует отрицать возможность влияния формы, помещённой внутрь объекта. Важны материалы и размеры формы относительно размера объекта.

Активная форма

На внешнюю или внутреннюю форму могут подаваться различные вибрации, излучения. Например, в известном эксперименте Хладни вибрации, подводимые к платформе, формируют энергетический ландшафт и пространственное распределение находящегося на ней субстрата. Характеристики вибраций для увеличения эффекта стоит согласовать со свойствами объекта.

1.4.5. Использование топологии генома

Спиральная многоуровневая структура – естественное топологическое состояние генома. Возможно, что явления самоорганизации, которые мы наблюдаем в неорганической материи, возникают, когда движение энергии или вещества в некотором пространственно-временном «объёме» становится циклоидным и, как следствие, активным. Огромный вклад в понимание и прикладное использование этого явления внёс В. Шаубергер.

Идея состоит в том, чтобы искусственно сформировать циклоидную форму у полей, излучений, физико-химических процессов, потоков вещества и т. д. Это позволит добиться революционных результатов в обоих мирах материи.