Михаил Гельфанд: «Наши знания о биологии прирастают совершенно нечеловеческими темпами»
Биоинформатик, профессор, популяризатор науки, один из основателей сети «Диссернет», разоблачающей жуликов от науки, – как мы могли не попытаться с ним поговорить? Хотя поначалу нас очень напугала его борода, но мы сумели взять себя в руки!
Биоинформатика – некоторые люди не очень понимают, что это такое. Например, мы.
Биоинформатика – это занятие биологией при помощи компьютера. Еще недавно биология занималась в основном тем, что выясняла, как устроен один ген или, скажем, как работает один белок. Ее за это сильно критиковали. Говорили: вы можете изучать шестеренки, но вы не сможете понять, как работает механизм в целом. А потом появились методы, которые позволили смотреть не на один ген или один белок, а на работу всей клетки. И биология неожиданно стала наукой, богатой данными. Уже ставятся эксперименты, которые рассказывают не об одном гене, а обо всех генах организма, причем можно сравнивать процессы, которые происходят в разных тканях и клетках. Разумеется, без компьютера на все это смотреть невозможно.
Можно какой-нибудь реальный пример? Ну, чтоб понятнее было...
Поверьте, от реальных примеров вам понятнее не будет. Если я скажу, что мы внезапно открыли новую систему метаболизма лактозы у некоторых организмов...
И они теперь могут лучше делать сыр пармезан?
Нет, ну таких глупостей я говорить не буду. Пармезаном я никогда не занимался. И вообще, это дело не биоинформатики, этим занимаются биологи, а еще точнее – биотехнологи.
Ну а все-таки. Допустим, вас припирают вилами к стене и говорят: «Смерть или пармезан?» Вы же можете рассчитать условия, при которых всякие сырные микроорганизмы будут делать пармезан очень хорошо, очень быстро и очень много?
Ну, только если вилами. Теоретически, конечно, можно изучить весь процесс от и до и предположить, что вот такие изменения в генах или условиях могут привести к нужным результатам, – и этим помочь биотехнологу сократить время, необходимое для получения нужного фермента, в десять раз. В общем, не знаю, как насчет пармезана, но в отношении бактерий, которые производят, скажем, рибофлавин, такие исследования и такие процедуры проводятся регулярно и успешно. Улучшение штаммов промышленных микроорганизмов – вещь вполне реальная, и предварительный математический расчет таких улучшений тоже делался. Но вы должны понимать, что пока я вам рассказываю лишь об одном аспекте биоинформатики, относящемся к молекулярной биологии, который, по сути, наукой не является. Это скорее набор приемов, методов. Фактически прикладная вещь, за которую нас содержат биологи. А настоящая научная биоинформатика, которой мы для души занимаемся, – это молекулярная эволюция. Изучение того, как жизнь тут вообще развивалась, как функции белков менялись в разных организмах... Вот вы понимаете, что мы от мышки отличаемся не тем, что у нас гены разные, а тем, что они работают по-разному?
Да мы редко о чем-то другом вообще думаем...
Изучать изменения в этой работе – самое интересное, что в биоинформатике есть. Решение всяких эволюционных задачек...
То есть вы все знаете про появление жизни на Земле?
Именно само появление жизни, первых реплицирующихся систем и так далее – это пока не очень просчитываемо. Недостаточно данных, не с чем сравнивать. Серьезно наше понимание начинается с Луки. Так его зовут – LUCA, last universal common ancestor, последний универсальный общий предок всего живого на Земле.
Всеотец! Мы все – Лукичи?
Да. И он уже был достаточно сложным, хотя и очень маленьким одноклеточным организмом. Как он выглядел, мы точно не знаем, но ясно, что он был устроен эффективнее конкурентов – других организмов, от которых до наших времен в наших ДНК ничего не дошло. Сам LUCA тоже никак не сохранился, но его гены мы все содержим в своем геноме. И мы можем сказать, что у него была, например, рибосома, и примерно представляем, какой у него был метаболизм... В общем, он был прокариотом, бактерией... Слушайте, а вы уверены, что вашим читателям действительно интересно в такие тонкости вникать?