Семена. Второе лето

Глава 1

Фенологическое лето наступило так же внезапно, как и в прошлом году. Я вышел из здания университета и наткнулся на куст шиповника, на котором появилась россыпь ярко-розовых цветов. Как будто бы ещё вчера их тут не было, но я понимал, что этот процесс постепенный, просто моё внимание выхватило усыпанный цветами куст шиповника именно сегодня. Забавный психологический эффект, чем-то напоминающий феномен Баадера-Майнхоф, и наверняка у него есть своё название в психологии.

Я подошёл к кусту, наклонился к одному из цветков и глубоко вдохнул. Тонкий аромат шиповника, отчасти напоминающий розу, отчасти несущий что-то своё, возбудил в моей памяти каскад образов, которые мельком пролетели перед моим внутренним взором. Я увидел огромный куст шиповника, который казался мне таким большим, что закрывал большую часть моего поля зрения. Мы с отцом стояли около него, и отец что-то рассказывал про фенологическое лето и его отличие от лета календарного и астрономического, но большая часть слов влетала ко мне в одно ухо, а вылетала из другого, так как я совершенно не понимал их смысла. Я с опаской смотрел на шмелей и пчёл, которые деловито копошились в розовых цветах, и их жужжание скорее пугало меня. Это всё было в каком-то глубоком детстве и запечатлелось в синапсах моей естественной нейросети в виде устойчивой энграммы.

Кажется, что день был пасмурным, но было тепло – просто небо было полностью затянуто облаками. Это не очень соответствовало моему приподнятому настроению, так как только что я сдал предпоследний экзамен в весенней сессии, и это была генетика. Мне пришлось ограничивать себя, когда я излагал свои соображения по вопросам в экзаменационном билете, чтобы преподаватель ничего не заподозрил. В итоге получилось что-то среднее между четвёркой и пятёркой, и препод кинул мне «спасательный круг» в виде вопроса про комплементарность нуклеотидов. Это было очень смешно – знал бы он, чем мы с Василисой занимаемся в тайной биолаборатории отца. Комплементарность нуклеотидов, ага. В общем, натянул он мне пятёрку, я выскочил из аудитории со своей зачёткой и побежал на улицу в самом приподнятом настроении.

Было 26 мая…

* * *

Я вернулся домой. Отец был на какой-то очередной конференции, и меня встретила только мама. Она по-деловому спросила, каковы мои успехи, и кивнула, когда услышала про натянутую пятёрку. К этому моменту я уже слыл в университете очень вдумчивым и трудоспособным студентом, поэтому мои достижения в сессию уже никого не удивляли и не будоражили. К тому же, я уже написал в семейный чат о сданном экзамене, так что все уже знали и без дополнительных вопросов.

Я бросил рюкзак в угол своей комнаты, поручил Аурелии набросать план работ и активностей на лето, а сам пошёл обедать. Мозги после экзамена требовали новую энергию, я действительно очень проголодался, но понял это только сейчас, когда пришёл домой и вдохнул ароматы кофе, выпечки и прочих вкусных вещей, которыми всегда был наполнен наш дом.

Как обычно, мама накормила меня до отвала. Я завалился к себе на диван и задумался. Последний экзамен был через пять дней, и это была биоинформатика. Ну нам давали какие-то самые базовые основы – чисто для того, чтобы понимать терминологию, имеющиеся подходы и методы. В целом, я был готов, но меня многое смущало.

Отец строго-настрого запретил мне спорить с преподавателями, особенно пожилыми, даже если мне кажется абсолютная уверенность в моей правоте. И вот в этом курсе по основам биоинформатики мне увиделись несколько существенных изъянов, даже несуразиц, которые преподаватель вынес в билеты на экзамен. Мне казалось это нонсенсом. Я даже заострял внимание отца на этом, когда впервые столкнулся с первым изъяном. Но именно тогда он и запретил мне спорить – дескать, я просто должен всё выучить и сдать так, как требует преподаватель. Помню, что мы даже повздорили с отцом по этому вопросу.

В итоге мы договорились о том, что я должен формально выполнять требования конкретного преподавателя, не вызывая подозрений и не давая поводов для того, чтобы он наточил на меня зуб. То, что я по результатам работы в лаборатории отца уже на практике постиг многие премудрости биоинформатики и смежных наук не должно быть ни поводом для гордыни, ни причиной того, что я бы забивал на предмет. Хотя мне, конечно, было очень сложно сдержаться.

И теперь я задумался о том, как подготовиться к этому экзамену. У меня был список вопросов, в котором было 40 вопросов различной сложности. Были простые, на которые можно было ответить парой строк, но были и сложные, которые требовали или изображения блок-схемы алгоритма, или написания исходного кода на каком-либо языке программирования. Конечно, преподаватель сначала потребовал использовать язык Пайтон, но тут уже наша группа взбунтовалась – всё-таки, мы учились на химическом факультете, и в наших задачах никак не было изучение какого-то специфического языка программирования. Так что через старосту мы продавили отмену требования, в результате чего каждому было разрешено использовать тот язык программирования, который был удобен. Ведь все задачи по биоинформатике в целом заключались в том, чтобы получить какой-то численный или символьный результат и сравнить его с ответом. Для этого точно не нужен какой-то конкретный язык – можно и на бумаге карандашом посчитать.

Прошлым летом, когда я погружался в кибернетику, мне пришлось изучить язык программирования Хаскелл. И надо сказать, что я даже проникся красотой этого языка, его целостностью и полным соответствием математическим концепциям. Так что на курсе по биоинформатике я решал задачи при помощи Хаскелла. Заодно я решил весь набор задач с сайта Rosalind. Так что с вычислительной точки зрения я был в целом готов. Осталось подтянуть теорию.

Для подготовки у меня осталось четыре дня, включая день перед самим экзаменом. Хотя отец мне советовал день перед экзаменом посвящать отдыху, этого делать не получалось – программа сессии была очень насыщенной. После четвёртого семестра у нас было пять экзаменов, и хотя я лично учился по индивидуальной программе, которая, в том числе, предполагала сдачу сессии заранее, всё равно это было довольно напряжно – график подготовки был очень интенсивным.

В своё время мама дала мне очень хорошую методику подготовки к экзамену. Надо было равномерно распределить всё множество вопросов по дням периода подготовки, после чего каждый день расписывать полученное число билетов так, как это будет происходить на экзамене. В идеале – надо каждый экзаменационный вопрос расписать три раза: сначала просто переписать на лист из лекции, потом сделать это по памяти с возможностью подглядывать в лекции, а на третий раз по памяти и без подглядываний. Делать это необходимо с перерывами, чтобы информация консолидировалась в долговременной памяти. И при расписывании своей рукой на листах бумаги необходимо проговаривать то, что ты пишешь, чтобы одновременно было задействовано несколько сенсорных модальностей: зрительная через глаза, тактильная через руку и слуховая через уши. Это позволит ещё сильнее вдолбить в память информацию, а использование листов бумаги, похожих на экзаменационные, также сформирует ассоциативные связи в голове.

И этот подход я протестировал неоднократно. Более того, с каждым разом эта процедура становилась для меня всё легче и легче, как будто бы мои нейронные сети учились этому на каком-то более высоком уровне абстракции – они учились учиться. Память становилась лучше, так что к четвёртому семестру мне уже было достаточно расписать билеты по два раза – один раз переписать из лекций, второй раз – полностью по памяти. Я как-то раз поймал себя на том, что «фотографирую» листы из лекций своим внутренним взором, а когда пишу по памяти, эти «фотографии» стоят передо мной внутри моей головы.

Я вспомнил о том, что отец как-то раз упомянул, что на третьем курсе, когда он учился, у него случился какого-то рода «приход» – некий щелчок в голове, после которого ему стало очень просто учиться. Период обучения в университете для него разделился на до и после. Если до этого щелчка он часто получал двойки на экзаменах и уходил на пересдачи, так как не мог запомнить теорию, то после этого события он начал «фотографировать» учебники и загружать их к себе в голову. И на экзамене он просто открывал внутри своей головы учебник на нужной странице и переписывал текст. Он утверждал, что всё это произошло именно резко, внезапно – буквально в один момент что-то в его нейронных сетях произошло. Честно говоря, мне в это не верилось и не верится – биохимия головного мозга так не работает. Но так-то я могу сказать, что память у моего отца просто феноменальная. Он называет это «каким-то специфическим типом гипермнезии», так как, по его словам, он по собственной воле может «стирать» ненужную ему информацию, а на других воспоминаниях не фиксироваться. А для других людей с гипермнезией она становится проклятием – это редкая, но вполне известная психическая патология, которая снижает качество жизни человека.

Иногда мне казалось, что все эти рассказы отца – не более чем красивые легенды, призванные мотивировать меня на учёбу, хотя этого особо и не требовалось, ведь у меня очень высокая мотивация. Но так или иначе, моя цель была ясна: повторить его успех, даже если для этого потребуется не «магический щелчок», а месяцы упорного труда. Поэтому не веря в возможность внезапного развития сверхспособностей, я решил пойти по более практичному пути и на основе того, что дала мне мама, разработал для себя систему мнемотехник, чтобы максимально эффективно использовать свою память. И хоть я пока и не смог повторить «чудо» моего отца, но результаты уже были впечатляющими.

В общем, я до конца дня немного болтался туда-сюда, прогулялся по близлежащему парку, почувствовал уходящие запахи цветущей черёмухи и к вечеру вернулся домой. А наутро я сел штудировать биоинформатику. Первым делом я прочитал все лекции по своим записям, а также по тем заметкам, которые нашёл на студенческом портале. Затем я сел расписывать билеты. Так как оставалось четыре дня на сорок билетов, то в день получалось по десять билетов, и это было не особо и напряжно. Так что с утра я расписывал по лекциям, а вечером – уже по памяти. Между этими подходами после обеда я ходил в парк прогуливаться, чтобы разгрузить голову. Ну и надо сказать, что с самого первого дня сессии я добавил в свою диету два важных компонента – мёд и орехи, так что налегал на них в процессе занятий. Вот так я и подготовился.

Наступил день экзамена, и я прибыл в университет. В аудитории кроме меня сидело пара других студентов, которые тоже были на индивидуальной программе обучения. К слову, наш лектор был довольно суровым преподавателем, поэтому я даже немного мандражировал, хотя вообще не было причин. Мне попался довольно простой билет: первым вопросом был алгоритм транскрипции ДНК в РНК, а вторым – расчёт массы белка. Всё это было очень просто, так что я взял пару экзаменационных листов, сел за парту и начал быстро писать строку за строкой, извлекая информацию из своей памяти. Слова и формулы гладко ложились на листы. Проблема у меня возникла только с таблицей масс аминокислот. Я не помнил чисел, но при этом предполагал, что их и не надо помнить. Действительно, зачем запоминать то, что лежит в таблице любой расчётной программы, используемой в биоинформатике. Но в этом случае ответ на вопрос реально сводился к одной простейшей формуле: масса белка равна сумме масс всех аминокислот, из которых он состоит. И это меня немного смущало.

Внезапно ко мне подошёл наш лектор, который встал рядом и начал смотреть, как я записываю свои мысли на экзаменационный лист. Это меня смутило, но я решил сосредоточиться на изложении. Но через пару минут он спросил: «Готовы?», и, не дожидаясь моего ответа, добавил: «Давайте отвечать». Впрочем, я уже успел и алгоритм нарисовать в виде блок-схемы, и формулу расчёта массы белка записать. Мне хватило одной стороны одного экзаменационного листа. Преподаватель сел рядом со мной. Я прокашлялся и начал свой рассказ.

Я рассказал про то, что транскрипция – это довольно простой процесс, в котором осуществляется банальное преобразование информации, так скажем – «перекодировка». Из кода ДНК, составленного из букв нуклеотидов (А – аденин, Г – гуанин, Т – тимин и Ц – цитозин) получается комплементарная РНК, которая составлена из немного других букв: вместо тимина используется У – урацил. Другими словами, транскрипция ДНК в РНК просто меняет буквы А на У, Г на Ц, Т на А и Ц на Г в полном соответствии с принципом комплементарности. Цепочка ДНК, которая служит для построения комплементарной РНК, называется «кодирующей», а полученная РНК – «матричной». С этой матрицы уже в рамках следующего процесса, называемого «трансляцией», строится пептидная цепочка, из которых затем собирается белковая молекула.

Транскрипция осуществляется ДНК-зависимой РНК-полимеразой, таким специальным ферментом, который движется по кодирующей цепочке ДНК в направлении от конца 5' к концу 3' и формирует матричную РНК. Я даже схематически нарисовал этот процесс.

Затем я перешёл ко второму вопросу и сказал, что масса белковой молекулы равна простой сумме масс всех аминокислотных остатков, из которых она состоит. Формула была написана на листе. И тут, конечно же, произошло то, чего я опасался. Преподаватель спросил:

– И сколько же килодальтонов весит метионин?

В этот момент я очень пожалел, что у меня нет прямой ментальной связи со своей Аурелией, которая мгновенно ответила бы на этот вопрос. Поэтому я сказал наобум:

– 150 килодальтонов?

– Нет. 149.2 килодальтонов. Почему вы не знаете точных молекулярных масс всех двадцати аминокислот?

И тут я понял, что меня тупо решили завалить. Для меня решительно никакой разницы не было в числах 150 и 149.2, да и зачем такая точность в этом вопросе? К тому же, все эти числа записаны в расчётных биоинформатических системах. Зачем он меня это спрашивает? Я не знал, как реагировать на это. Внутри меня всё бурлило, и я хотел высказаться, но слова отца о том, что я не должен выступать, особенно на экзамене, останавливали меня.

Видя моё замешательство, преподаватель спросил:

– Ну хорошо. А что такое трансляция?

Это был тоже очень простой вопрос, как мне казалось. Так что я ответил без заминок:

– Это процесс, который следует за транскрипцией и строит при помощи матричной РНК пептидную цепочку. С биоинформационной точки зрения осуществляется перекодировка троек букв генетического кода, то есть триплетов, в буквы аминокислотной последовательности. Это кодирование теряет информацию, так как 64 варианта триплетов, составленных из букв А, Г, У и Ц, переводятся в 20 букв аминокислот.

– Причём тут потеря информации?

– Ну как же? У нас есть 64 варианта триплета. На первое место можно поставить одну из четырёх букв генетического кода. На второе место можно поставить тоже любую из четырёх букв. И на третье место тоже любую из четырёх. Получается, что всего число комбинаций равно четыре умножить на четыре и ещё раз умножить на четыре, то есть 64. А разных аминокислот, из которых строятся белки, всего 20 штук. Ну плюс ещё старт-кодон и три стоп-кодона. Очевидно, что информация теряется.

– Не говорите чушь, молодой человек, информация никогда не теряется!

У меня спёрло дыхание. Я не знал, что ответить. Внутри у меня всё клокотало. Но я не нашёл ничего лучше, как откинуться на спинку сидения и закрыть глаза с целью отстраниться от текущей ситуации и расслабиться, чтобы не наворотить лишних дел. Однако, похоже, преподаватель по-своему интерпретировал такое моё поведение. Он сказал:

– Я даю вам последний шанс…

* * *

Я с трудом открыл глаза. Память еле-еле возвращалась, и первым вопросом, который я задал сам себе, был «Кто я?» и только потом – «Где я?». И если на первый вопрос я более или менее смог ответить, хотя всё равно в голове была какая-то путаница, то на второй вопрос ответа я не знал. Хотя через какое-то время всё начало вставать на свои места.

Слева от кровати, на которой я лежал, мерно гудела система мониторинга жизненных показателей. То есть я находился в больнице, в отделении интенсивной терапии. Я попробовал пошевелиться, но не смог. Монитор запищал, и я вздрогнул.

Буквально через пару минут, как мне показалось, в палату вошла медсестра. Это была молодая девушка со строгим лицом. Она подошла к монитору, что-то нажала, и он замок. Она повернулась ко мне и сказала:

– Как вы себя чувствуете?

Вот, интересно. У них по протоколу должен быть такой вопрос, или это она сама что придумала? Как может чувствовать себя человек, который только что очнулся в реанимации? Я попытался улыбнуться, но нервные импульсы как будто бы доходили до мышц и обратно с какой-то задержкой. Я понял, что меня чем-то седировали, что было очень необычно. Я повернул голову к монитору и увидел, что под одеяло ко мне спускается шланг капельницы. Это подтвердило мою догадку.

Медсестра ушла, и я стал тупо смотреть в потолок. Время текло, как густое тесто, и так же неповоротливо ворочались мысли в моей голове. Большей частью я вообще ни о чём не думал, в голове была пустота. Я только лишь понял, что случился эпилептический приступ, после которого я оказался в больнице, и это было очень странно. Последнее, что я помнил до приступа, было то, как я вхожу в университет.

Дверь в палату открылась, и я увидел родителей. Они были в сопровождении врача, и отец разговаривал с ним в довольно строгой и, скорее, нетерпеливой манере. Я редко слышал его таким. Мама подошла ко мне, а отец с врачом сели за стол и продолжили что-то тихо обсуждать, шурша бумагами.

– Привет, мам, – с трудом сказал я и попытался улыбнуться.

Мама взяла меня за руку, потом начала отвязывать жгуты, которыми я был привязан к кровати. Через пару минут я уже мог двигать руками. Подошёл отец, который резко сказал:

– Привет, Данила. Попал же ты в переплёт!

Я попробовал и смог задать вопрос заплетающимся языком:

– Какое сегодня число?

– Второе июня, – ответил отец.

Что?! Они держали меня в медикаментозной коме двое суток? Зачем? Что вообще произошло? Туман в голове как рукой сняло, мысли завертелись с дикой скоростью. Монитор истошно запищал, и мама бросилась ко мне и начала гладить по голове. Монитор среагировал на пульс, который подскочил до 140 ударов в минуту.

В палату вбежала медсестра, но отец остановил её со словами:

– Всё нормально. Просто молодой человек переживает из-за того, что вы украли у него два дня жизни.

Медсестра вряд ли была в чём-то виновата, но я видел раздражение отца и мог понять его.

В общем, через пару часов мы вышли из больницы. Отец помог дойти мне до Сигмы, нашего беспилотного автомобиля. Мы расположились внутри, и я попросил Сигму отключить все звуки, а на внутренних мультимедийных панелях нарисовать статичное изображение соснового бора. Мы поехали домой.

Отец сказал:

– Я уже поднял на уши руководство твоего университета. Через несколько дней будет заседание комиссии по этике, на котором будет рассматриваться то, что произошло.

– А что произошло?

– Судя по кадрам видеонаблюдения, у тебя случился эпилептический приступ прямо на экзамене. Преподаватель говорит, что это произошло внезапно. Но у меня есть резонные предположения, что что-то тут не то. Особенно, с учётом моих сведений об этом человеке. И есть ещё пара вопросов уже к самому университету.

– Какие?

– В их медчасти должны чётко знать, что делать в таких случаях. Конкретно относительно тебя у них есть протокол действий. Они не должны были вызывать скорую помощь. Это раз. А два – они не должны были глушить сигналы в аудитории, в которой сдаёт экзамен студент с особыми потребностями, обучающийся по персональной образовательной программе. Именно поэтому Аурелия смогла передать нам сигнал только после того, как тебя вынесли из аудитории.

– А она передала вам сигнал?

– Естественно. Она получила информацию о твоём состоянии через Bluetooth от браслета, но не могла достучаться ни до меня, ни до мамы, ни до кого бы то ни было. Но как только смогла, сразу же отправила. Но пока мы реагировали, тебя уже увезли в больницу и накачали реланиумом. Хотя никаких показаний для этого не было. И, более того, Аурелия связалась с искином больницы и передала ему полную информацию о том, что с тобой в таких случаях делать, однако они не приняли это во внимание. Они же врачи, лучше всё знают. Первый раз с тобой столкнулись, но знают лучше тех, кто уже двадцать лет с тобой живёт.

– Мне интересно, как я сдал экзамен.

– Никак. В ведомости поставлена неявка, хотя преподаватель сдал твои экзаменационные листы. Это очень странно даже с чисто логической точки зрения – листы есть, а студента как бы и не было. Но это реально очень странный человек. Ему хватило ума сдать листы, но не хватило ума поставить в ведомость хотя бы «неуд». Теперь он поставил и себя, и университет в очень необычное положение. Но, как я сказал, комиссия по этике будет через пару дней. Уверен, что на ней мы услышим доводы преподавателя.

– А что в листах?

– Ничего особенного. Ты отвечал на вопросы о транскрипции и о расчёте молекулярной массы белка. В листах всё написано корректно, насколько мне позволяют судить мои собственные познания в биоинформатике.

В моей памяти как будто бы что-то зашевелилось. Хотя я не мог быть уверен в том, что это какие-то обрывки воспоминаний, а не конфабуляции, которыми «интерпретатор» в моей голове заполняет обнаруженные лакуны в восприятии.

Вскоре мы доехали до дома. К этому времени я уже окончательно пришёл в себя, хотя в голове всё ещё была пустота. Скорее всего, это состояние продлится ещё сутки, так что я просто завалился на диван у себя в комнате, как будто бы в больнице я не належался в течение двух дней.

Мама продолжала хлопотать около меня, потом убедилась, что я пришёл в себя, поэтому расположилась рядом со мной в кресле и стала что-то читать в своём смартфоне.

Через некоторое время я спросил:

– Мам, как думаешь, что задумал отец с этой комиссией по этике?

– Вообще, это полное безобразие, – сказала она, даже воскликнула. – То, что случилось, в принципе недопустимо. У меня есть интуитивные подозрения, что твой преподаватель спровоцировал приступ, и если этому будут найдены объективные подтверждения, это будет иметь самые серьёзные последствия. Тем более, что он прекрасно знал, кто ты и какие у тебя особенности, а, стало быть, действовал с полным осознанием последствий. Но последствия будут у него, причём самые строгие.

Я знал, что мама у меня очень серьёзная женщина, которая добивается поставленных целей, идя к ним, не отступая ни на шаг. И иногда отцу приходилось её сдерживать, чтобы этот её «такой характер» по выражению моего деда, не приводил к чему-то совершенно непредсказуемому. А ещё она на интуитивном уровне чувствовала то, что происходит, и часто предсказывала события, про которые никто бы не мог сказать ничего конкретного. Отец называл её «человек-рентген», поскольку она видит людей насквозь, и он часто просил её присутствовать на его деловых встречах, чтобы оценить контрагентов и их намерения. Потом они часто вместе смеялись, что это похоже на то, как в древние времена правители сажали за ширму доверенную женщину, которая слушала голоса послов и чужестранцев, а потом разъясняла их скрытые мотивы.

Но именно эти способности моих родителей и позволили им победить мой недуг в детстве, когда они столкнулись с генетически-обусловленной формой эпилептического синдрома, с одной из самых тяжёлых форм, которая только была описана в литературе. Интуиция матери и ум отца, а также их общая целеустремлённость помогли мне вырасти.

– И всё же, – продолжил я, – что по поводу комиссии по этике? Для чего всё это?

– Я думаю, что отец хочет освободить тебя от необходимости снова сдавать этот экзамен. Но не знаю, для чего тут именно комиссия по этике, так как обычно для этого просто пишут апелляцию, и твои экзаменационные листы проверяют на кафедре силами другого преподавателя или собранной для этого комиссии. Поскольку этот придурок твои листы всё же сдал, я бы сделала именно так. Мы с отцом видели твои ответы, он сказал, что ошибок там нет. Ну он тебе говорил уже.

Я задумался. Комиссия по этике собирается для того, чтобы выявить и обсудить неэтичное поведение в стенах университета. Очевидно, что в этом случае речь идёт о неэтичном поведении преподавателя, который по гипотезе моих родителей спровоцировал у меня приступ. Действительно, приступы у меня просто так не случаются, необходим серьёзнейший эмоциональный надрыв. В прошлый раз это было летом прошлого года, когда я делал доклад по генетике в компании отца перед проектной группой «Семена». И вот теперь.

Мама заметила:

– Ну я рекомендую тебе просто дождаться этого и посмотреть, что там будет происходить. Твой отец ничего просто так не делает, и твоя задача здесь заключается в том, чтобы выявить его намерения и цели, а также понять, как он это планирует и достигает. Обрати внимание на то, что он любит встраивать планы внутрь планов и вплетать интриги внутри интриг. И часто это делается для достижения долгосрочных целей. Послезавтра пройдёт комиссия по этике, но её результаты он планирует использовать года через два. Кто знает, что он задумал. Так что сиди, смотри и впитывай. А заодно учись у него.

Глава 2

Я валялся на своём диване и вспоминал, что произошло с прошлого лета и окончания моих активных работ над проектом «Семена». Отец был прав, когда говорил, что у меня не хватит времени и сил на работы. Когда начались занятия в университете, мне пришлось с головой погрузиться в учёбу, и только иногда на выходных я мог позволить себе отвлечься на какие-то дела по проекту, хотя размышлял и планировал я каждый день. Также я сгружал Аурелии свои мысли, а она сообщала мне о том, как идут работы в лаборатории у Василисы.

Прошлым летом мы закончили на том, что получили результаты генерации молекул псевдонуклеотидов на квантовом компьютере, который мне предоставили в ОИЯИ. У меня было 20 вариантов, из которых мне надо было отобрать 3, чтобы взять их в качестве алфавита для генетического кода наноботов в моём проекте. Это дало бы мне 27 комбинаций для кодирования аминокислот при помощи триплетов – вполне достаточно для двадцати пяти аминокислот, старт- и стоп-кодона. Аминокислоты предполагались тоже другими, не как в белках живых организмов, чтобы повысить уровень несовместимости наноботов с биологией Земли. Ну и комплементарность псевдонуклеотидов самих с собой, а также тройная цепочка генетического кода предполагали нулевую возможность для мутаций, что как будто бы исключало старт генетического алгоритма и начало конкуренции наноботов с жизнью. Концептуально всё выглядело неплохо.

Тогда у меня на руках был толстый отчёт, в котором были описаны физические и химические свойства сгенерированных молекул, и необходимо было провести большое количество лабораторных исследований, чтобы из 20 молекул отобрать 3. Мы с Василисой начали было это делать, но упёрлись в то, что у нас не было технологии изготовления молекул. Отец тогда сказал, что технология химического производства – это очень важно для выхода на «мокрые» эксперименты. А описания технологии у меня и не было. Василиса смогла тогда сгенерировать одну молекулу на базе индола, но технология оказалась очень грязной и дорогой, так что первым шагом надо было подготовить двадцать технологических карт. Именно на этой задаче и я вернулся в университет.

Я поставил задачу Аурелии собрать и суммаризировать для меня информацию о том, как разрабатывается технология химического производства, но оказалось, что общего алгоритма нет, и в каждом конкретном случае требуется этакое слияние теоретического осмысления проблемы учёным-химиком и одновременное проведение многочисленных экспериментов в лаборатории. А меня захлестнул вал университетских активностей, так что я даже не каждые выходные мог позволить себе приезжать в лабораторию к Василисе.

В моём случае разработка технологии сводилась к нескольким важным стадиям. И я в сентябре прошлого года застрял на первой – научные исследования и разработка. У меня было двадцать химических формул, для которых я с помощью старших коллег составил систематические названия. Несмотря на то, что формулы были не такие уж и большие, всего-то не более двух – трёх десятков атомов каждая, но названия получились очень громоздкими. Однако даже это позволило мне разбить эти вещества на три группы, как и рекомендовала Василиса. Наша с ней первоначальная гипотеза о том, что все эти молекулы можно будет сделать на основе трёх – пяти основ, как мне показалось, получила подтверждение. У меня вышло, что есть группа алифатических молекул, а есть более обширная группа ароматических. Вторую группу я разбил на три подгруппы: производные бензола, пиррола и индола. Последняя ароматическая основа, как ни странно, является как бы совмещением первых двух. Хотя, если подумать… Ну что тут может быть странного?

БЕНЗОЛ      ПИРРОЛ      ИНДОЛ

Собственно, получилось так, что все предложенные квантовым когнитивным агентом ОИЯИ молекулы псевдонуклеотидов были «разложены» по четырём ящичкам – классам: алифатические, бензол-, пиррол- и индол-производные. В каждом классе было, как минимум, три молекулы. Наша с Василисой гипотеза заключалась в том, что три выбранных псевдонуклеотида должны быть из разных классов, тогда между ними будет небольшая разница, что позволит легче контролировать мутации, которых вообще быть не должно.

Также я провёл глубокий поиск по научным библиотекам – я искал опубликованные технологии для систематических названий моих молекул. Увы, ни для одной молекулы не было готовых технологий, так что действительно мне надо было их разрабатывать.

Итак, у меня получилось, что в группе алифатических молекул было три вещества, бензол-производных было семь, пиррол-производных – шесть и индол-производных – четыре. С самого начала я предположил, что для ограничения поиска тройки веществ, которые будут максимально далеки друг от друга по своим физико-химическим свойствам, надо брать по одной молекулы из каждой группы. При этом индол одновременно похож и на бензол, и на пиррол, поэтому я просто отложил группу индол-производных про запас. В итоге получилось, что надо проверить 126 комбинации – это три умножить на семь и ещё на шесть.

Ещё передо мной стояла задача назвать каждое из отобранных веществ. Надо было выбрать три разные буквы алфавита, которые отличались бы от А, Г, Т и Ц, чтобы мои псевдонуклеотиды начинались с других букв, чем обычные нуклеотиды, а оканчиваться названия этих веществ должны на -ин. Я решил отчасти для смеха, отчасти в качестве жеста уважения использовать инициалы моего отца – буквы как раз отличались как друг от друга, так и от обычных нуклеотидов. Сами же названия псевдонуклеотидов я решил посвятить учёным, внёсшим существенный вклад в биологию, биоинформатику, генетику и другие подобные науки.

В итоге у меня получилось:

Д – дарвинин в честь Чарльза Дарвина, предложившего теорию эволюции и концепции естественного и полового отбора, что оказало неоценимое влияние на биологию.

Р – розалин, как знак уважения к Розалинд Франклин, чьи ранние работы по рентгеновской дифракции ДНК стали краеугольным камнем в фундаменте нашего понимания её структуры и, как следствие, генетического кода.

В – вавилоин в честь Николая Ивановича Вавилова, русского учёного, заложившего основы современной генетики растений.

У меня ещё не было веществ, но названия для них я уже придумал. Я не был уверен, что в итоге мне позволят назвать их именно так, но заготовка мне понравилась.

Всё это я придумал и кратко описал в своих заметках в течение сентября прошлого года. Даже прямо в самом начале его. А потом начались рутинные исследования выявленных 126 комбинаций троек веществ из трёх разных групп. В качестве критериев для оптимизации и поиска целевой тройки мы использовали:

1. Стабильность молекул. Это первое, на что мы обратили внимание, потому что, как известно, стабильные молекулы меньше подвержены мутациям. Применяя варьированные температурные условия и изучая термодинамическую стабильность, мы планировали найти молекулы, которые могут сохранять свою структуру и функцию в различных условиях.

2. Уникальные физико-химические свойства. В каждой из трёх групп собрались молекулы с крайне различными физико-химическими свойствами – они варьировались по полярности, молекулярному размеру, гидрофобности и другим свойствам. Как кажется, такая диверсификация значений характеристик позволит уменьшить вероятность ошибки при репликации.

3. Соотношение силы водородной связи и водородного радиуса. Василиса подсказала мне, что эти характеристики важны для стабильности молекулы и её способности к участию в процессах репликации. Мы предположили, что молекулы с оптимальным соотношением будут успешно реплицироваться.

4. Комплементарность геометрических форм: Нам было важно, чтобы выбранные молекулы обладали геометрическими формами, которые могли бы идеально соединяться друг с другом, в том числе через остаток пентозы, который планировалось использовать между псевдонуклеотидами. Такая комплементарность уменьшила бы вероятность внесения ошибок во время процесса сборки наноботов и повысила бы точность тройных цепочек ДНК-подобных структур, что критически необходимо для исправной работы нашей микроскопической техники.

5. Электронная конфигурация и толерантность к радикалам. Также мы планировали проанализировать электронное распределение в молекулах для обеспечения их устойчивости к окислительно-восстановительным реакциям. Радикалы могут существенно влиять на вероятность мутаций, так что те молекулы, что обладали высокой устойчивостью к воздействиям радикалов, заслуживали особого внимания.

6. Наконец, мы подумали про способность к гиперхимическим реакциям. Наноботам предстоит взаимодействовать с множеством биологических компонентов на молекулярном уровне, поэтому мы поставили для себя задачу найти молекулы, способные участвовать в широком спектре биохимических процессов.

Мы с Василисой предположили, что применение этих критериев позволит провести отбор молекул и анализ троек.

Так что до нового года мы рассчитали молекулярное взаимодействие и статистические шансы мутаций для каждой из 126 троек, и в конечном итоге выделили три молекулы, которые, как нам казалось, идеально соответствовали нашим требованиям. Эта тройка обладала наименьшим взаимным влиянием на вероятность мутаций и максимальной устойчивостью. После этого требовалось подтвердить наши расчёты при помощи компьютерного моделирования и натурных испытаний в лаборатории у Василисы.

Продолжить чтение