Знание-сила, 2005 № 03 (933)

МР 3 джем (jam)

Комер & Меламид, "Рождение социалистического реализма", 1983 г.

"Повидло и джем полезны всем", пел рекламную осанну пролетарский поэт, статуя которого ныне гордо реет над седой асфальтовой равниной Триумфальной площади, которой вернули "исконное" название, оставив имя станции метро "Маяковская".

Меня всегда интересовало, чем джем отличается от варенья. Много позже я узнал, что это "давленка", в которой нет целых ягод. А затем, что это слово пришло из английского, в котором с ним много выражений и прежде всего — traffic jam, то есть всем надоевшие автомобильные пробки. Увлекающиеся джазом знают jam session, когда музыканты, закончив выступления, собирались в каком-то заведении и начинали играть для души.

Слово "jam" входит и в английский эквивалент нашего выражения "словно сельди в бочке". Jamming — это американский перевод наших "глушилок", не дававших в свое время слушать "джем-сешны" по "Голосу Америки". Сегодня этому герундию нашли новый эквивалент — "прессуха", или "пресс- хата", поскольку наша лексика обогащается за счет новых источников.

В свое время инженерам, работавшим в киноиндустрии Movie-Prodiiction, пришлось решать проблему, связанную с необходимостью "сжать" звук, чтобы он уместился на саунд-треке (звуковой дорожке) кинопленки. Так был выработан стандарт звукового "сжатия" — джемминга, — получивший сокращенное название MP3, который затем вошел в плоть и кровь всех звукозаписывающих технологий и шоу-бизнеса. Сегодня эта аббревиатура стала своего рода нарицательной величиной сама по себе...

Лондон во времена эпидемии чумы

Вошь - переносчик болезней (увеличение в 18000 раз)

MP3 сжатие можно проиллюстрировать на примере ускоренного просмотра видеокассеты или DVD. Подобное же сравнение приходит на ум, когда держишь в руках энциклопедический словарь, где вся богатая событиями жизнь человека укладывается в "триптих": родился — сделал (написал) - умер.

С "энциклопедическим" подходом происходят иногда забавные штуки. В начале октября 2004 года на экраны Москвы вышел фильм "Хеллбой" (Hellboy), рекламный синопсис — краткий пересказ содержания, чтобы завлечь зрителя, — гласил следующее: "В 1942 году нацистские эзотерики во главес Григорием Распутиным затеяли секретный эксперимент..." Это как если бы Ли Харви Освальд застрелил Кирова в коридорах Смольного! А Марина, вдова Освальда, повторно вышла замуж за... Филиппа Киркорова.

В "Аэлите" красного графа А. Толстого инженер Лось смотрит на Марсе телевизор, а в "Планете обезьян" П. Буля печальную повесть о приключениях людей читают шимпанзе.

П. Зюскинд в память о тоталитаризме описал в своем "Парфюмере" массовый психоз в стиле автора "Психологии толпы". Еще дальше в прошлое отправил своих героев "Затерянного мира" тот же Конан-Дойль, которому не давали покоя лавры С. Клеменса, более известного как Марк Твен, отправившего янки ко двору короля Артура.

Там же, в сконструированном прошлом, оказался герой братьев Стругацких, написавших "Трудно быть богом", чей герой отмахивается от врагов мечом и ждет вертолета из Ленинграда.

Жертва "черной смерти" 1347 —1350 годов

То же с наукой и историей. Великие свершения и открытия укладываются затем в строчку энциклопедии, причем хорошо, если при этом еще сохранится имя открывателя, — "законы Менделя", "эффект Зеемана" и т.д С историей несколько сложнее.

Чаще всего МР 3 сжатие происходит в ней — "элементарно, Ватсон" — по незнанию или "арбитражности" трактовок. Сейчас уже трудно представить себе, какой простор исторической фантазии мог позволить себе тот же Шлиман, когда в распоряжении историков и археологов, не говоря уж о палеонтологах, была всего лишь геологическая стратиграфия, то есть залегание пресловутых слоев.

Недавно пришло сообщение о том, что происхождению человека "поспособствовало" падение на дно Атлантического океана какого-то болида, привнесшего на это самое дно уникальную космическую форму изотопа железа с массой 60 (вместо 56 для земного).

Это падение вызвало в Африке изменение климат, который стал значительно более сухим (засушливым), что привело к смене дождевых тропических лесов на саванну. "Тут-то истопник нам и открыл глаза", как пелось в известной песне о влиянии физиков на климат и тому подобные реалии нашего земного мира.

Кстати, о значительном влиянии смены климатических условий в экваториальной Африке на происхождение человека все время говорил и Луис Лики, представитель кенийского семейства, без которого невозможно себе представить современную науку о происхождении человека. Именно Лики разжал временные рамки дарвиновского "сжатия" времени, отпущенного автором "Полового отбора и происхождения человека" на весь антропогенез.

Необычное железо обнаружено в слоях осадочных пород, которые легко датируются. В принципе, антропологи и так неплохо представляли себе дату "расхождения" предков современных человекообразных обезьян и самого человека.

Но всегда неплохо получить подтверждение своих догадок, к тому же две датировки позволят точнее рассчитывать и геномное "время", а так же определять время возникновения тех или иных чисто человеческих мутаций. Пока надо признать: все геномные датировки носят довольно приблизительный характер, "привязываясь" к данным физических, а те имеют приличный разброс, который для физики нормален, но довольно велик для геномики и антропологии.

Но бывает помимо объективного и субъективное сжатие, когда оно служит чьим-то политическим или иным целям. Если спросить простого человека, кто был после Ленина, то он уверенно ответит, что Сталин. Но даже в печально знаменитом "Кратком курсе" можно прочитать о весьма турбулентной Семилетней войне, разразившейся, начиная с 1923 года и вплоть до 1930-го, в том же Политбюро, которое постепенно "русифицировалось".

Вряд ли Зиновьев и Каменев образовали в январе 1924-го триумвират со Сталиным против Троцкого. Троцкого все боялись за его метод римской децимации, примененной в ходе Гражданской, что было показано в фильме "Чапаев" на примере расстрела одного из зачинателей "бузы". Напомним, что Чапаевым командовал Фрунзе, а председателем Реввоенсовета республики и, значит, начальником Фрунзе был Троцкий.

Это объясняет, почему с Фрунзе разделались в октябре 1925-го (когда, заметим, Сталиным еще и "не пахло"). Накануне операции, в ходе которой Фрунзе умер, был заменен опытный специалист. Самого Троцкого изгнали из Политбюро стараниями Зиновьева и Каменева, затем были изгнаны и сами инициаторы той кровавой мельницы, которая случилась в 30- е годы. Интересно, что Бухарин занял место Зиновьева во главе III Интернационала. Вспомните опять же вопрос к Чапаеву о третьем и четвертом (троцкистском) Интернационалах.

Это типичный пример исторического "сжатия", поскольку такой вопрос просто не мог быть задан Чапаеву, так как Троцкий в то время еще не создавал своего Интернационала, поскольку был выдворен из СССР только в 1929 году. Но "пипл схавал" по полной программе и вопросов не задавал. Те же, кто задавал, были попросту физически изничтожены. Так в сознании всего советского народа сразу же вслед за Лениным на престол взошел Сталин...

Одним из неожиданных результатов, полученных при расшифровке геномов человека, шимпанзе и грызунов, явилась необычайная их "бедность". Известно, что такие примитивные и мелкие организмы, как дрозофила, почвенный круглый червячок-нематода "кэнорабдитис элеганс", содержат по 16 — 19 тысяч генов, а число генов рыбки фугу, столь любимой японцами, геном которой в десять раз меньше человеческого, сравнимо с количеством наших.

Когда в середине 80-х ученые только приступали к чтению генома, они предполагали, что число генов человека никак не меньше 100 тысяч, хотя и это казалось заниженным. Потом выяснилось, что у нас никак не больше 30 тысяч генов.

И вот в самом конце октября 2004 года Френсис Коллинз, глава HGP — проекта "Геном человека", исчислил конечное число генов в 20 — 25 тысяч, причем только 19,5 тысячи кодируют белки. Последовательностей, кодирующих протеины, может набраться еще с пару тысяч, но не больше, остальные гены регуляторные.

За 75 миллионов лет, прошедших с момента "расщепления" наших будущих и мышиных предков, примерно тысяча генов подверглась удвоению — дупликации, что представляется одним из главных механизмов эволюции нашего генома.

Примером дупликации является пара "миоглобин — гемоглобин". Сначала для запасания кислорода хватало и одной белковой цепи с одним гемом, затем в связи с интенсификацией физиологических процессов произошло "учетверен ие" цепей —две альфа и две бета, — которые несут уже четыре гема, способных переносить по одной молекуле кислорода.

Нас отличают гены иммунной системы — ольфакторные, обонятельные и те, что отвечают за размножение — репродукцию, в частности, значительно более длительную беременность у человека. Половина из более чем двух тысяч генов обонятельных рецепторов, обнаруженных в геномах крыс и мышей, у нас "сменила ориентацию", занявшись совсем иным делом. У человека бывшие обонятельные белки отвечают теперь за... цветное зрение.

В свое время академик В. Энгельгардт, директор Института молекулярной биологии АН СССР, отвечая на "нападки" коллег, касавшиеся того, что молекулярная биология "редуцирует" биологию до составляющих молекул, опубликовал удивительную статью с выразительным названием. Свой крик души он назвал "Интегратизм молекулярной биологии".

В статье рассказывалось об открытии молекулярного механизма мышечного сокращения, осуществляемого за счет энергии расщепления АТФ. Энгельгардт также упоминал работу своего друга Дж. Уолда, нобелевского лауреата 1967 года, открывшего удивительный каскад в зрительной клетке-палочке сетчатки-ретины глаза (сравни: "ретиарий" — гладиатор, выступавший с сетью и трезубцем на аренах римских цирков).

Все это стало известно уже в последние годы, поэтому понятно удивление Энгельгардта, который восхищался тем, что один-единственный фотон может вызвать генерацию зрительного импульса! Да, все начиналось с редукции — попыток разобраться, как устроены молекулярные машины, — но затем началась "самосборка" этих самых машин, что и привело к интегратизму.

Сегодня ученые называют белки, встроенные — интегрированные — в мембраны клеток, рецепторами. В отличие от уникальной ретинальной системы родопсина большинство рецепторов имеют внутренний канал, по которому при его открывании в ответ на внешний сигнал начинают проходить ионы (одну из недавних Нобелевских премий присудили как раз за открытие этих самых ионных каналов).

Длительность открывания ионных каналов весьма ограничена. Если открыть канал "навечно", то нарушается ионный баланс и клетка гибнет (что петом и видно под микроскопом на примере клеток кишечного эпителия).

Такое временное открывание рецепторного канала ученые назвали "транзиентным" (по аналогии с транзиентными — преходящими — нарушениями мозгового или сердечного кровообращения, испытываемого и довольно здоровыми людьми). В ответ на временное "открытие" рецептора нервная клетка, например, тот же обонятельный — ольфакторный — нейрон генерирует импульс-потенциал, получивший сокращенное название TRP (Transient Receptor Potential).

TRP по своему молекулярному механизму весьма сходен с вышеописанной генерацией зрительного импульса в сетчатке. Просто поток ионов сменился на хромофор ретиналь. Поэтому в эволюционном плане нет ничего удивительного в том, что обонятельные гены сменили свою "профориентацию" на цветное зрение.

По всей видимости, нашим предкам в сухих саваннах оно понадобилось гораздо больше, нежели обоняние, которое таким образом в значительной степени редуцировалось. Как говаривал Аркадий Райкин, "если что-то где-то убыло, то в другом месте прибавится".

Добавим, что в 2004 году Нобелевскую премию дали за открытие обонятельных белковых рецепторов, что в конечном итоге привело к выделению генов этих рецепторов и стволовых клеток мозга, а в начале 2004 года — к клонированию мыши из стволовой клетки обонятельных нейронов! Но это уже другая тема.

Токсин сибиреязвенной бациллы с рецептором, "растущим" из клеточной мембраны

Так восклицает герой бессмертной трагедии "Ромео и Джульетта", при писываемой наряду с другими великими творениями Шекспиру.

Чума вечно преследовала и фараоновский Египет, вспомним "казнь египетскую", насланную на ни в чем не повинный народ Моисеем, и Византии базилевсов, к стенам которого в VI веке "подкатила" волна славян. Европа содрогнулась в середине XIV века от "черной смерти", унесшей, как считается, до трети европейского населения!

Джованни Боккаччо описывает в предисловии к своей самой знаменитой книге ужасы чумной эпидемии, поразившей прекрасную Флоренцию. Единственным спасением от неминуемой смерти было бегство, в результате которого десять героев книги оказались на загородной вилле. Каждый из них рассказал по десять историй самого разного содержания и достоинства. Так родился "Декамерон" — десятичастник (сравни: декан — дьякон — десятник в первых христианских общинах; "мер" — мера, часть; отсюда моно- и полимер).

У англичан в чумную эпидемию 1666 года сгорел дотла норманнский собор Св. Павла в Лондоне, пожар которого запечатлен на одной из картин. Пожары случались из-за того, что все чумное сжигали на кострах. Поэтому нет ничего удивительного в том, что чума причислялась к самому страшному проклятию.

Возбудитель чумы был открыт в самом конце XIX века французским врачом А. Йерсеном в далеком Гонконге. В честь первооткрывателя род микробов, в состав которых входит и возбудитель псевдотуберкулеза, назвали "йерсиния".

В силу сложности работы с особо опасными инфекциями геном возбудителя чумы прочитан только в 2004 году. Сделано это, кстати, в знаменитой Национальной лаборатории имени Лоуренса в Лос-Ацджелесе, в которой в свое время разрабатывался рентгеновский лазер для звездных войн. Такая вот переориентация исследований в духе начала геномного миллениума.

Известно, что чума "начинается" у грызунов и только затем переносится со вшами и блохами на человека. В Европе всех вредных насекомых числят по-библейски "пестами", отсюда — "пестициды", убивающие вредителей полей и урожаев, а также надоедливых комаров. Самым известным пестицидом являлся до своего запрета знаменитый "дуст" — пыль, от англ. dust (гексахлоран), которым пропитывали форму американских солдат, готовящихся к высадке на Мидуэй и в Нормандии.

Чумная бацила Y.pestis (слева) и ее кольцевидный геном (справа)

После такого исторического объяснения, надеюсь, понятно, почему полное название чумной бациллы — Yersinia pestis (Y.pestis). Так уж совпало, что незадолго до публикации генома Y.pestis в "Трудах АН США" (PNAS) в Штатах вышли две книги, посвященные истории и современным исследованиям чумы.

Одна из этих книг написана антропологом и "свободной" писательницей Венди Орент, поместившей на обложку гигантское изображение блохи. На 276 страницах рассказывается в весьма вольном изложении история "черной смерти" середины XIV века, а затем происходит "перескок" в наши дни.

В духе незабвенного Ле Карре, автора "Шпиона, пришедшего с холода", рассказывается полная детективной интриги история о встрече в Москве с биологом Игорем Дамарским, который 23 года своей жизни посвятил изучению чумы.

Весь "посыл" книги сконцентрирован на том, что в Советском Союзе проводилось биотехнологическое "конструирование" возбудителя чумы с целью использования в качестве биологического оружия. В США, запуганных ликвидацией в одночасье башен-близнецов Всемирного торгового центра и последовавшей вслед за этим почтовой атакой сибирской язвы, такой посыл прошел на ура.

Однако журнал "Нейчур", давший рецензию на книгу Орент, был гораздо более скептичен, написав, что никто и не предполагал такого уровня развития биотехнологии в бывшем СССР. Но вернемся к публикации в "Трудах АН США".

В Ливерморе сравнили геномы У. pestis и Y.pseudotuberculosis (псевдотуберкулезной), которая живет в почве и воде, вызывая обычные кишечные расстройства. Сравнение геномов показывает, что чума "выделилась" эволюционно относительно недавно, поскольку до сих пор отчетливо видно тесное генетическое родство двух микробов.

Оказалось, что почти полтысячи генов псевдотуберкулезной йерсинии (более 450, что составляет 13 процентов от всего генома) не функционируют. Но особенно поразила ученых массивная эволюционная редукция генома возбудителя чумы, связанная с утерей многих генов, которые необходимы для "свободной жизни".

Явление редукции паразитов хорошо известно еще с XIX века, но детально изучено на геномном уровне впервые. У чумной бациллы просто нет многих метаболических "путей", а другие модифицированы в сторону опять же упрощения. А зачем, если ей "под каждым кустом и кров, и дом"?

Изучение полного генома Y. pestis позволило выделить три биоварианта микроорганизма, соответствующих зафиксированным в истории эпидемиям чумы, — античный, средневековый и восточный, "ориенталис".

Новый генетический материал чумной бациллы представлен 32 генами, которые могут выделяться в результате "сжатия" генома в отдельную плазмиду, которую можно назвать плазмидой вирулентности. Интересно, что предсказать наличие плазмиды весьма проблематично, но именно она отвечает за "инъекцию" в клетку цитотоксинов и "эффекторных" белков, которые пагубно действуют на процессы, протекающие в цитоплазме.

И в заключение еще одна история из описаний вечной войны человека с инфекциями. Летом 1976 года Филадельфия готовилась к торжественному празднованию 200-летия американской независимости. И так уж получилось, что первым решил отметить столь знаменательную дату Американский легион, члены и ветераны которого собрались в лучшем отеле колыбели американской революции. Накануне съезда в отеле закончили монтировать новую систему кондиционирования воздуха...

А дальше была вспышка новой болезни неизвестного происхождения, выкосившая нескольких ветеранов. Именно тогда врачи впервые применили для описания состояния своих подопечных сочетание "атипичная пневмония", которое будет повторено только в 2003 году в Гонконге и Китае.

Потом выделили возбудителя, естественно, названного "легионелла пневмофила", поскольку легионелла "любила легкие", необратимо поражая их ткань (как коронавирус, вызывающий SARS — ТОРС, то есть тяжелый острый респираторный синдром).

Незабвенная Венди Орент писала в своей 276-страничной книжке "Чума", что многие российские ученые, занимавшиеся в закрытых институтах особо опасными инфекциями, уехали в 90-е годы на Запад и, в частности, в США. "Нейчур", кстати, тоже был с этим фактом согласен, поскольку постоянно в последние два-три года предоставляет свои страницы авторам с русскими фамилиями (а также китайскими, арабскими, латиноамериканскими).

И вот "Сайенс" в сентябрьском номере за 2004 год поместил статью, посвященную расшифровке генома, "Легионелла пневмофила", авторский коллектив которой начинается с М. Чиена и продолжается такими "родными" именами, как Ирина и Павел Морозовы, Валерия Стешенко и Сергей Калачиков...

Так, может, права в чем-то Венди Орент?

Наконец-то слоны в Индии получили право на заслуженный отдых.

Известно, что "живые тракторы" используются там для переноски грузов. По новому закону бесплатное лечение и кормежка теперь обеспечены лопоухим работягам лишь только им стукнет 65 лет. О городских слонах индийское правительство тоже не забыло позаботиться. Уж слишком часто эти гиганты попадают в аварии на дорогах. Отныне все слоновладельцы обязаны оснащать своих трудолюбивых питомцев специальными предупредительными знаками.

Глубоко под вулканическими островами Японии скрыты огромные количества геотермальной энергии. Этой энергией можно воспользоваться, извлекая горячую воду и пар с глубины тысяч метров, а затем используя этот пар для вращения электрических турбин. Таким образом подземная энергия используется в качестве природного ресурса. В Японии насчитывается 17 таких энергодобывающих предприятий.

Самая большая геотермальная электростанция Хаттобару в префектуре Ойта расположена на плато на отметке 1100 метров выше уровня моря. Станция имеет мощность 110 тысяч киловатт, этого электричества хватает примерно на 37 тысяч домов. Одно из преимуществ геотермальной электростанции состоит в том, что по сравнению с электростанцией, сжигающей органическое топливо, она выделяет примерно в двадцать раз меньше углекислого газа при производстве такого же объема электричества, что снижает ее влияние на глобальную окружающую среду.

Кому не хочется побывать в Париже* В Париж хочется всем. Пройти по улочкам и бульварам, постоять на мостах, полюбоваться дворцами, посетить музеи, которых в Париже бесчисленное количество. Однако недавно в Париже появился новый вид туризма, можно сказать экстремальный. Любой желающий может теперь жить как настоящий парижский кпошар, в холоде и нищете, ночуя под мостами.

Как ни странно, но такое предложение пользуется спросом у пресытившихся стандартным отдыхом туристов. Организаторы тура гарантируют искателю приключений относительную безопасность - во всяком случае, полиция будет предупреждена. Кроме того, турист все же не будет полностью предоставлен сам себе — в число "клошаров" входит опытный, знающий окрестности и секреты выживания гид-инструктор. После двух дней столь необычной жизни клиент получает право переночевать в отеле, помыться и поесть по-человечески. Эта идея возникла у менеджера голландской туристической компании, который в свою бытность студентом мог позволить себе только такой вид туризма, а потом решил, что это найдет немало добровольных последователей.

Михаил Вартбург