Человечество до сих пор не создало жизнь в лаборатории, потому что живая материя работает на принципиально иной химии. Обычные лабораторные реакции основаны на случайных столкновениях молекул, тогда как жизнь строится на точной сборке макромолекулярных структур и сложных молекулярных конструкций клетки по генетически заданной программе. Об этом «Газете.Ru» рассказал доктор физико-математических наук, главный научный сотрудник Федерального исследовательского центра химической физики им. Семенова РАН Владик Аветисов.
Первый тип химии ученый назвал стохастической, то есть основанной на случайных столкновениях молекул. Именно она реализуется в колбах и реакторах, и успех зависит от вероятности нужных столкновений среди всех возможных. «Живое основано на совершенно иных принципах, на том, что можно назвать «алгоритмической химией». Это точная сборка химических структур макромолекулярной и супрамолекулярной сложности, каждый шаг которой строго контролируется на атомно-молекулярном уровне очень специальной машинерией», – пояснил он.
«Например, при копировании ДНК – а это огромная полимерная молекула длиной почти 2 метра, состоящая из нескольких миллиардов звеньев, – допускаются всего единичные ошибки на всю копию», – объясняет эксперт. Такую точную сборку выполняют так называемые «молекулярные машины» – белки-ферменты и такие сложные супрамолекулярные комплексы, как, например, рибосома.
«Рибосома, подобно знаменитой машине Тьюринга, собирает белковые молекулярные машины по строго заданной программе, записанной в ДНК. Молекулярные машины и есть главные действующие лица в живой клетке. Они контролируют все ключевые для жизнедеятельности биохимические процессы и, в свою очередь, собирают необходимые для этого молекулярные машины. Живая клетка, по сути, является самым настоящим самовоспроизводящимся автоматом фон-Неймана», – рассказал Аветисов.
Именно этого умения человечеству и не хватает. «Искусственные молекулярные машины мы пока делать не умеем и используем только то, что есть в живой природе. На этом, собственно, и основана современная биотехнология», – отметил исследователь.
Отсюда же следует и ответ на вопрос о синтетической жизни, полностью оторванной от природных заготовок. Создать ее сейчас невозможно, заключил физик, ведь любая подобная попытка упирается в отсутствие необходимых для этого синтетических молекулярных машин, радикально отличающихся от биологических.
«Сможем ли мы в какой-то перспективе научиться делать искусственные молекулярные машины такого же уровня сложности и функциональности, который наблюдаем в живой клетке? Это вопрос открытый и дискуссионный», – заключил собеседник «Газеты.Ru».
Ранее ученый рассказал, как отличить древнюю ДНК от случайного загрязнения ДНК лаборанта.