Ученые из Северо-Западного университета (США) обнаружили в ДНК скрытый «геометрический код», который можно назвать вторым языком жизни. В отличие от привычного генетического текста, составленного из букв A, C, T и G, этот язык не записан химическими соединениями, а зашифрован в трехмерной форме молекулы.
«Вместо того чтобы жить по жестким инструкциям генетических последовательностей, мы существуем благодаря вычислительным системам, которые развивались миллионы лет», — объясняет биомедицинский инженер Вадим Бэкман.
Он сравнивает это открытие с нахождением чертежа, который превращает геном в живой микропроцессор.
Геометрия ДНК и узлы памяти
Как геометрия ускоряет эволюцию
Открытие может объяснить, почему сложные организмы развивались столь быстро. Сложные органы и ткани, включая мозг, кожу и органы чувств, могли формироваться не благодаря появлению новых генов, а через изменение способов использования уже существующих.
«Если присмотреться, правила искусственного интеллекта удивительно похожи на вычислительные принципы, встроенные в геометрию ДНК», — отмечает Бэкман.
Исследователи предполагают, что такой подход к хранению информации сделал жизнь гибкой и адаптивной. Геном способен «обрабатывать данные», прогнозировать потребности клеток и корректировать их работу в реальном времени, что помогает организму быстрее адаптироваться к изменениям среды.
Влияние на здоровье человека
Со временем точность «геометрического языка» снижается, что может приводить к различным заболеваниям.
«Геометрический код позволяет клеткам строить сложные ткани, но с возрастом этот язык теряет свою верность», — говорит Луай Альмассальха.
Это объясняет, почему в пожилом возрасте чаще развиваются рак, нейродегенеративные болезни и другие состояния, связанные с нарушением регуляции генов.
Понимание геометрического кода открывает новые возможности для медицины. Ученые надеются, что в будущем можно будет восстанавливать клеточную память или переписывать ее, корректируя работу генов и предотвращая болезни.
«Следующий шаг — изучение инженерных принципов геометрического кода, чтобы мы могли создавать новые структуры или восстанавливать нерегулируемую клеточную память», — добавляет Бэкман.
Наука и будущее
Это исследование меняет представление о геноме. Если раньше ДНК рассматривалась лишь как последовательность химических букв, теперь становится ясно, что ее трехмерная структура несет вычислительную функцию. Геометрия молекулы помогает клеткам хранить информацию, «вычислять» и адаптироваться, а также объясняет, почему жизнь на Земле стала такой сложной за сравнительно короткое время. Ученые надеются, что понимание этого скрытого кода приведет к прорывам в биоинженерии, регенеративной медицине и разработке новых биотехнологий.
Склонность к тревожности закладывается до рождения, показало исследование
Подписывайтесь и читайте «Науку» в Telegram