– Да Булева система нулей и единичек понадобится нам для того, чтобы кодировать все количество информации в битах или байтах, которая содержится в геноме человека. – Караев всплеснул руками. – Вам как физику-электронщику это знать совсем не обязательно, но на жаргоне биофизиков последовательность макромолекулы ДНК кодируется методом чередования четырех видов молекул, которые обозначаются буквами A (аденина), T (тимина), G (гуанина) и C (цитозина). Каждая из этих букв, в свою очередь, может быть кодирована двумя двоичными битами – 00, 10, 11, 01. В том случае, когда эти два бита умножаются на 6 миллиардов – а именно такова длина генетического кода – и потом делятся на 8, то в итоге получается искомый объем генома, 1,5 гигабайтам… А дальше, как вы верно заметили: в среднем в организме насчитывается 40 триллионов клеток. Исходя из этого, информации в организме человека составляет примерно 60 зеттабайт.
– Да, этот объем памяти впечатляет, к числу 6 справа добавляется 22 ноля. – Усмехнулся Иван Николаевич. – Но мне гораздо интересней в моих будущих симбиозных полупроводниково-биологических УБИС и наноэлектронных системах на пластинах распорядиться набором макромолекул ДНК с объемом памяти генома в полтора гигабайта. Меня интересует проблема записи и считывания информации в ДНК не методами редактирования генома генной инженерии с включением, удалением или перемещением фрагментов ДНК с помощью биофизических «молекулярных ножниц», а чисто электронными средствами подачи сигналов напряжения, управления токами, электрическими полями с использованием частот разного диапазона. От инфранизких и низких до ВЧ и СВЧ, даже радиационных средств, в случае необходимости при разработке космических радиационно-устойчивых схем и систем…
Караев живо подхватил тему редактирования генома:
– Вот «молекулярными ножницами» в институте Андрея Дарьевича владеют в совершенстве с использованием специальных и специфически спроектированных средств эндонуклеаза. Эти инструментальные средства нуклеазы создают сайт-специфичные двухцепочечные разрывы в ДНК в определенном участке генома. А далее индуцированные разрывы репарируются в процессе рекомбинации, что позволяет получать направленные мутации…
– А как насчет мутаций ДНК, считывания и записи информации чисто электрическими средствами, токами, напряжениями, частотами и…
Караев, словно не расслышав вопрос заинтересованного в ответе собеседника, продолжал монотонным голосом ментора:
– Еще один метод перспективного редактирования генома основан на создании непатогенных вирусов для доставки генетического материала вглубь клетки… – Потом, словно вспомнив заданный вопрос, задумчиво покачал головой. – Вопросы записи и считывания информации электромагнитным полем в том или ином частотном диапазоне меня интересовали давно. Но я не догадывался, что это так актуально сейчас в вашей проблематике создания плотноупакованных УБИС и систем на пластине для земных и космических систем…
– Ну, предположим, не сейчас, а в обозримой перспективе, – аккуратно поправил Караева Иван Николаевич.
– Перед тем, как подарить мою книгу «Волновой Геном», я хотел бы выразить надежду на сотрудничество с вами, Иван Николаевич, и вашим подразделением центра высоких технологий, который будет развиваться под руководством блистательного академика Андрея Дарьевича, руководителя отечественной программы «Геном человека». – И дальше с заметной иронией в голосе. – Доставшейся ему по наследству от великих бессмертных академиков Баева, Энгельгардта… Между прочим, для осознания величия проблематики информации в ДНК, мозге и всем человеке необходимо знать данные прогноза, что к 2020–2025 годам общее количество всей цифровой информации, которую к этому времени создаст все мировое человечество, составит всего примерно 40–45 зеттабайт. А это к радости или сожалению значительно ниже объема клеточной информации ДНК только одного человека…
– А знаете, что самое смешное в проблематике «Геном человека», возглавляемой у нас непробиваемым для новаций академиком РАН Мирзабековым Андреем Дарьевичем?
– Нет, не знаю, – честно признался Иван Николаевич.
– Отлично… Это тупиковое мировое направление науки, потому что выход от традиционных биофизических исследований человеческого генома – с тестовыми информационными биочипами для диагностики здоровья людей во всех странах, богачей и бедняков, как бы это помягче сказать, нерезультативно… Знаете почему? – Караев свысока поглядел на собеседника и, не ожидая от него немедленного или скорого ответа, сам ответил. – По старинке геном человека исследовать и интерпретировать нельзя, экономически порочно… Затраченные средства на исследование в мире проблемы «генома человека» обернутся пустошью, блефом только по одной немаловажной причине… – Он сделал глубокомысленную паузу и продолжил изменившимся в тембре голосом. – По той уважительной или неуважительной причине, что 99,9 процента всей генетической информации абсолютно одинаково у всех людей на нашей планете. А это в свою очередь означает, что геном человека содержит в себе лишь одну тысячную часть той уникальной информации, которая и отвечает за то, что конкретный человек становится неповторимым…
Иван Николаевич именно тогда почувствовал, как у него сильно забилось сердце, когда он благодаря последней фразе Караева сформулировал для себя проблему «уникальности дактилоскопии ДНК», через отпечатки пальцев и узоры на ладонях человека. «Неповторимость человека, его идентификация заключена в крохотном объеме информации ДНК, что она может поместиться на магнитной дискете размером в три с половиной дюйма. – Промелькнула в голове пытливая мысль, как уколола мозг. – Но как извлечь эту информацию, отредактировать, что изменить жизнь и судьбу человека, увеличить, или укоротить его пребывание на цветущей или угасающей земле?»
Честно говоря, Иван Николаевич дальше слушал Караева рассеянно и, как говорится, в пол-уха, тем более он уже держал в своих руках его многостраничный труд в твердом переплете «Волновой геном, 1994-го года издания, подписанного моложавым симпатичным, среднего роста, спортивного сложения автором-очкариком. У Ивана Николаевича не было никакого желания «осадить» или, как говорил герой Шукшинского рассказа «срезать» биофизика Караева. Ведь тот слышал его доклад по нейронным сетям в полупроводниковом исполнении на формальных нейронах, с линейной комбинацией «весовых» входных сигналов пороговыми элементами на сумматорах и вычитателях. Скепсис был очевиден, ведь мозг оперирует ансамблем в 1010 нейронов, а при нынешней микроэлектронной технологии можно от силы произвести нейронную сеть из десятков, сотен нейронов, от силы тысячи…
Мысленно рассуждая о тайнах живого организма мозга в 1010 нейронов, Иван Николаевич с удивлением заметил, как его мысль передалась Караеву, заметившему с тонкой улыбкой на губах:
– Читал, читал ваш учебник для вузов по численному моделированию полупроводниковых технологий, приборов и схем. Мысленно вам аплодировал, как герой книги Богомолова «Момент истины, в августе 1944-го», когда в сноске петитом прочитал что эффективность труда мозга, состоящего их десяти в десятой степени нейронов, и удивительной экономии потребляемой энергии до десяти ватт стоила по ценам МОГЭС парадоксально мало, десятую долю копейки, по советским ценам за электроэнергию.
– Да, всего ноль целых, шестнадцать сотых копейки, – улыбнулся в ответ Иван Николаевич. – Выходит, вы, Петр Петрович, читали мой учебник, написанный на основе лекций, который я читал нашим студентам?
– Прочитал с восторгом, хотя в вашей полупроводниковой интегральной электронике ни в зуб ногой…
Караев надолго задумался после этих слов, и, выдохнув какую-то накопившуюся внутри грусть, глубокомысленно заметил:
– И больше всего в вашем учебнике понравилась ваша изящная сноска по нейронным сетям мозга, мол, при расценке: один киловатт-час стоит две копейки решение задач колоссальной сложности интеллектуального исследователя за восьмичасовой рабочий день стоит ноль целых шестнадцать копеек… Только заметьте работа одного ДНК суперкомпьютера имеет выигрыш в многие и многие порядки…
ebooksa