Метка: ДНК-анализ

Posted on

Единая реальность бактерий и богов

( Январь 2020, idb )

О том, как очень медленно, но все более отчетливо проясняется в высшей степени загадочная история нашего появления на этой планете…

Случилось так, что сразу для нескольких заметных событий науки, происходивших в январе 2020 года, содержательные комментарии на сайтах kiwi-архива и kniganews.org появлялись существенно заранее. Для одних событий – за несколько месяцев, а для других и несколько лет тому назад.

Так, в частности, ровно шестью годами ранее, в январе 2014, был опубликован большой аналитический текст «Биологическая совместимость» , с подробностями рассказывающий о том, как на стыке биологии, информатики и квантовой физики в последние годы отмечается череда взаимосвязанных, знаменательных и многообещающих достижений. Причем достижения эти явно сулят большие перемены в основах науки.

А ныне, в январе 2020, стало известно, что в Британии лучшей научно-популярной книгой 2019 года признана работа известного американского физика, космолога и писателя Пола Дэвиса под названием «Демон в машине. Как скрытые сети информации решают загадку жизни» («The Demon in the Machine: How Hidden Webs of Information are Solving the Mystery of Life», by Paul Davies. 2019).

Всем известно, наверное, что несмотря на многие десятилетия прогресса в биологической науке, среди ученых до сих пор нет ни понимания того, как жизнь произошла, ни согласия в том, что отличает живую материю от неживой. Для физиков же живая материя долгое время вообще выглядела как некое загадочное волшебство, нарушающее фундаментальные законы природы. Сейчас, однако, взгляды сильно меняются, и, как показывает Дэвис в своей книге, ответы на наиболее сложные для биологов и физиков загадки обнаруживаются в области теории информации.

Сам автор, ныне профессор Аризонского университета, говорит о сути своей работы примерно так:

«Как профессиональный физик, я несколько нервничал, затрагивая проблемы биологии, особенно в столь фундаментальном вопросе, как природа живой материи. Но, к моему облегчению, книга получила совершенно великолепные отзывы. Она вся выстроена на основе моих бесед со специалистами, непосредственно занимающимися исследованиями, поэтому заслуги успеха книги должны принадлежать им, моим блестящим коллегам.

[…] Информация пронизывает биологию. Но для того, чтобы полностью объяснить жизнь, требуются ли нам новые законы физики, объединяющие информацию и материю на всех уровнях сложности природы? Шредингер (один из отцов квантовой механики, первым задавшийся вопросом «Что такое жизнь с точки зрения физики») был готов к этому. И после многих лет исследований, я пришел к тому, чтобы с ним согласиться.

Биология требует физические законы совершенно нового типа – выстроенные на основе теории информации…»

Относительно того, как именно будут выглядеть эти новые «законы природы», книга Дэвиса не рассказывает ничего. Потому что никакого согласия среди ученых на данный счет пока ещё нет, ясное дело. Ибо перестройка фундамента – дело серьезное, и далеко не все ещё готовы эту необходимость принять.

Одной же из главных, возможно, неожиданностей для физиков может оказаться вот какая интересная штука. Открываемые прямо сейчас в биологии вещи – о загадках начала жизни на Земле – способны поведать физикам массу содержательной информации и о том, как зарождались во вселенной атомы первичной материи. Которую пока что принято считать «неживой», однако времена и взгляды в науке меняются, как известно…

Два месяца тому назад, в ноябре 2019, здесь был опубликован текст «Первый универсальный ключ» , рассказывающий именно об этом. Про фундаментально общие подходы физики и биологии к решению наиболее сложных проблем в недрах своих столь разных, казалось бы, территорий. Ну а ныне, в январе 2020, на сайте общеизвестного и весьма авторитетного научного журнала Nature опубликованы свежие материалы примерно  в том же интересном русле.

То есть именно о тех самых новейших открытиях в микробиологии, на которых выстроен «Первый универсальный ключ». Но только в Nature пока без мостов к фундаментальным основам физики, естественно. Ибо исследования и открытия сделаны здесь учеными сугубо биологами.

Подробностям о том, сколь важны такого рода достижения биологии для новых взглядов на основы науки физики, будут посвящены отдельные аналитические материалы сайта kniganews в ближайшем будущем (о прочих «универсальных ключах»).

Ну а здесь – рассказ о свежей публикации веб-сайта Nature. О том, иными словами, как медленно, но все более отчетливо проясняется в высшей степени загадочная картина нашего появления на этой планете…

Читать «Единая реальность бактерий и богов» далее

Posted on

«Микробософт» для биоинформатики

(Июнь 2007)

Два события в области синтетической биологии — одно громкое, другое тихое — при рассмотрении их в совокупности дают картину очень серьезных сдвигов, происходящих как в науке о жизни, так и в бизнесе на жизни.

synthetic-bio

Начать имеет смысл с события тихого и для неспециалистов практически незаметного. В последние дни мая (2007) на страницах научного журнала BMC Bioinformatics опубликована статья двух германских исследователей из Университета Мюнстера «Водяные знаки на основе ДНК и алгоритма ДНК-Крипт» (Dominik Heider, Angelika Barnekow: DNA-based watermarks using the DNA-Crypt algorithm, BMC Bioinformatics, 8:176, 29 May 2007).

Цель статьи — продемонстрировать реальные приложения разработанной авторами технологии по внесению в код ДНК закрытых криптографией водяных знаков. Такие знаки, закодированные в молекулах, позволяют выявлять неавторизованное использование генетически модифицированных организмов (ГМО), защищенных патентами.

Читать ««Микробософт» для биоинформатики» далее

Posted on

Мусор науки, или Другая сторона криминалистики

(Ноябрь 2016)

Средства массовой информации, кино и ТВ-сериалы порождают у публики представления о могуществе так называемой «криминалистической науки». Но если копнуть эту область чуть поглубже, то выясняются странные вещи…

0-forensic

(1) Что происходит?

В сентябре 2016 года весьма солидный окологосударственный орган США, носящий название Президентский консультативный совет по науке и технике (или кратко PCAST), опубликовал в высшей степени сердитый аналитический отчет, целиком посвященный криминалистике (PDF).

Документ имеет объем свыше 170 страниц и озаглавлен учеными-экспертами в подчеркнуто нейтральных тонах: «Криминалистическая наука в уголовных судах: Обеспечение научной обоснованности для методов сравнения характеристик». Но если начать вникать в содержание и выводы отчета, то довольно быстро становится ясной простая вещь: хотя в криминалистике и принято видеть комплекс научных дисциплин, однако именно с тем, что делает данное занятие наукой – с научной обоснованностью базовых методов экспертизы – здесь имеются очень и очень большие проблемы…

Читать «Мусор науки, или Другая сторона криминалистики» далее

Posted on

Базовый инстинкт

(Февраль 2007)

2007_10_figure17

Сколь важны базы данных в работе полиции и следователей-криминалистов, очевидно, наверное, для всех. Причем еще с первых десятилетий XX века, когда американское ФБР возглавил Эдгар Гувер, в сыскном деле начал доминировать нехитрый принцип «чем база больше, тем лучше». Мощь всеобъемлющих картотек впечатлила Гувера уже в ранней молодости, в годы работы клерком в Библиотеке Конгресса.

Правда, в отличие от библиотечных картотек, размеры полицейских баз данных долгое время естественным образом ограничивались недостаточными возможностями техники. Однако новейшие ИТ-технологии, в первую очередь ставшие доступными гигантские объемы памяти и быстродействие процессоров, дают — или, по крайней мере, кажется, что дают — полиции возможность «приглядывать» практически за всем населением.

С февраля этого (2007) года британской Службой криминологии (Forensic Science Service) запущена в работу «первая в мире национальная база данных отпечатков обуви», собираемых на местах преступлений и с арестованных подозреваемых.  Полиция сильно надеется, что эта база позволит быстрее увязывать следы нераскрытых преступлений с предполагаемыми преступниками, а также объединять разные дела, тянущиеся за одними и теми же людьми.

Читать «Базовый инстинкт» далее

Posted on

«Песня о жизни», слова и музыка ДНК

(Февраль 2003)

musica-genomica

Человека всегда волновала тайна удивительно мощного воздействия музыки, способной заставлять маленьких детей пускаться в пляс, а взрослых ронять скупую слезу.

Существуют теории о том, что вся гармония природы наполнена музыкой, которая неслышно звучит и внутри нас. А удивительная реакция организма на отдельные мелодии связана, возможно, с тем, что мы просто узнаем в услышанном именно то, что уже нас наполняет. Поскольку «любить — это узнавать знакомое»…

Группа испанских ученых-микробиологов из мадридского госпиталя Ramon y Cajal решила довольно своебразным способом исследовать эту гипотезу и занялась преобразованием информации генома человека к виду нотной последовательности, пригодной к исполнению на музыкальных инструментах.

Разворачивание цепочек ДНК в музыку оказалось весьма плодотворным занятием, так что недавно завершилась запись целого CD, получившего название «Genoma Music» и содержащего 10 «генетических» мелодий.

Читать ««Песня о жизни», слова и музыка ДНК» далее

Posted on

Часть проблемы

(Апрель 2007)

LBJonstump

Среди перлов народной мудрости, накапливаемой в пословицах и поговорках фольклора, переводчикам, как известно, далеко не всегда удается находить равноценные эквиваленты для разных языков.

Обычно этот лингвистический нюанс любят обыгрывать эстрадные юмористы, переводя, к примеру, посконно-русскую идею «баба с возу, кобыле легче» в кучерявую англоязычную максиму «леди, покидающая автомобиль, увеличивает скорость транспортного средства».

Но когда речь заходит о вещах серьезных, а для совокупного их описания лучше всего подходит какая-то иностранная поговорка, не имеющая устойчивого аналога в родном языке, то поневоле дашь собственный перевод красивой мысли — даже если получается и не очень складно.

Конкретно здесь речь пойдет о широко распространенном в англоязычных странах изречении «если никак не можешь решить проблему, то ты сам — часть этой проблемы». Ибо за последнее время произошла целая  череда событий, в которой раз подтверждающая эту вроде бы нехитрую, но в действительности очень глубокую мысль.

Новости об убийстве JFK

Если начать вспоминать самые знаменитые в мировой истории шпионские сюжеты про тайное прослушивание, то одним из первых непременно станет Уотергейтское дело.

Главной же фигурой в этой нелегальной операции президента США Никсона против конкурентов-демократов был некто Эверетт Говард Хант, мастер по секретным заданиям в президентской администрации, а до этого — видный оперативный сотрудник ЦРУ, в 1950-60 гг. лично участвовавший в таких делах, как свержение левого правительства в Гватемале, подготовка вторжения на Кубу в Заливе Свиней, захват в плен и убийство Че Гевары.

Имелись также мутные свидетельства, что человек с внешностью Ханта был среди группы подозрительных бродяг, задержанных, а потом отпущенных полицией Далласа вблизи места убийства президента Джона Кеннеди в ноябре 1963.

В результате расследования Уотергейтского дела Говарду Ханту пришлось отсидеть 33 месяца в тюрьме, после чего он отошел от тайных операций и занялся написанием шпионских романов. К концу же долгой жизни Ханта тело его стали сжирать самые разные болезни от хронической пневмонии до рака и гангрены.

И уже, по сути дела, на смертном одре (Хант умер 23 января этого, 2007 года) он поведал старшему сыну то, что прежде не рассказывал никому и никогда — кто убил Джона Фицджеральда Кеннеди.

Читать «Часть проблемы» далее

Posted on

Код свободы

(Август 2013)

Не архиважное, на первый взгляд, событие – решение американского суда об аннулировании патентов на пару конкретных генов в ДНК человека – в действительности имеет огромное значение для всех людей планеты.

take-back-our-genes

Суть собственно события, произошедшего 13 июня 2013 года, сводится к тому, что Верховный суд США поставил точку в тянувшейся уже четыре года тяжбе и единогласно постановил, что гены – как фрагменты естественной ДНК – являются продуктом природы, а потому не подлежат патентованию.

Для выбора взвешенной точки зрения на всю эту большую историю, представляется полезным в первую очередь ознакомиться с такими фактами.

В геноме человеческой ДНК ученые насчитывают свыше 20 тысяч генов. Благодаря достижениям современных технологий секвенсирования, ныне практически любой человек – при наличии желания и денежной суммы порядка 4 тысяч долларов – может заказать и получить полную расшифровку лично своей уникальной ДНК.

Не надо быть гением математики и биотехнологий для постижения того, что  расшифровка всего лишь двух, трех или четырех конкретных генов должна обходиться если и не в тысячи, то в сотни раз дешевле уж точно.

Однако в том мире, который выстроили для человека государства и корпорации, подобная наивная логика не работает совершенно.

Так что в реальной жизни, если этот человек – женщина, и если ее интересует не столько весь собственный геном, сколько всего-лишь два конкретных, очень важных для ее здоровья гена, мутация которых означает повышенные риски рака груди и яичников, то стоимость этой расшифровки определяют совсем другие деньги.

Или точнее говоря, не другие, а в точности те же самые – от 3 до 4 тысяч долларов, но теперь за диагностику лишь двух этих генов, носящих названия BRCA1 и BRCA2. Потому что американская компания Myriad Genetics уже около двадцати лет владеет патентами на эти гены и давно организовала вокруг «своей интеллектуальной собственности» монопольный диагностический бизнес.

Так что цена на вполне обычные, в общем-то, для современной медицины генетические анализы устанавливается не на основе их реальной стоимости, а исключительно на основе жадности корпорации, которую интересуют лишь собственные сверхприбыли и монопольное доминирование.

Благодаря такой стратегии уровень ежегодных доходов Myriad к 2012 году составил около 500 миллионов долларов, а лично глава фирмы Питер Мелдрам (Peter Meldrum) за 2011 год заработал 4,87 миллиона.

Монополия Myriad Genetics является особо впечатляющим, но при этом, конечно, далеко не единственным примером крайне нехорошей ситуации в той многомиллиардной индустрии, что успела сформироваться вокруг патентования генов.

Мало того, что при подобных подходах к бизнесу наиболее страдающей стороной оказываются люди, и так уже попавшие в тяжелую ситуацию из-за проблем со здоровьем. Так еще и личные гены людей, как убеждены околомедицинские корпорации, принадлежат не человеку, а владельцам патентов, объявляющих эти гены их «интеллектуальной собственностью»… Читать «Код свободы» далее

Posted on

Не патентуемо…

(март 2010)

Американский федеральный суд отменил патенты на несколько человеческих генов. В сегодняшнем тесно связанном мире это решение практически для всех может сулить большие перемены в законодательстве об интеллектуальной собственности.

nopatdna

В понедельник 29 марта 2010 года федеральный судья одного из округов Нью-Йорка своим решением отменил сразу несколько патентов, ранее выданных на два человеческих гена, связанных с раковыми заболеваниями.

Столь знаменательное решение в американской судебной практике принято впервые. Так что если его удастся сохранить в силе после непременных апелляций, то далее наверняка будут поставлены под сомнения и все прочие патенты, накрывающие ныне тысячи человеческих генов.

Ну а в потенциале, по мнению специалистов, такой поворот событий вообще может повлечь за собой пересмотр американских законов об интеллектуальной собственности.

Если же принять во внимание, сколь огромное число стран на планете ― включая и Россию ― все последние годы перекраивает собственное законодательство о правах интеллектуальной собственности по образцу законов США, то становится очевидно, что в сути этого локального, на первый взгляд, судебного разбирательства имеет смысл разобраться поподробнее.

Федеральный окружной судья Роберт Свит (Robert W. Sweet) издал 152-страничное решение суда, которое отменило семь патентов, относящихся к двум конкретным генам человеческого генома. Эти гены носят названия BRCA1 и BRCA2, а для медицины представляют особый интерес по той причине, что их мутации связываются с тяжелыми женскими заболеваниями ― раком груди и яичников.

Для того, чтобы оспорить правомочность данных патентов, в мае прошлого года активисты одной из ведущих в стране правозащитных организаций, ACLU или Американского союза гражданских свобод, и фонда Public Patent Foundation при нью-йоркской школе юриспруденции Benjamin Cardozo, объединились с несколькими индивидуальными пациентками и медицинскими организациями.

mygenes

Все вместе истцы решили доказать в суде, что гены, как продукт природы, естественным образом выпадают из той области, что может быть кем-то запатентована. Подобные патенты, доказывали они, для ученых душат исследования и инновации, а для пациентов ограничивают возможности тестирования и диагностирования их болезней. Читать «Не патентуемо…» далее

Posted on

Улики под сомнением

(Впервые опубликовано – июль 2007)

Криминалистика – наука без научных критериев достоверности?

fingerprints

Постоянный рост доли преступлений, так или иначе совершаемых с применением компьютеров, – это, ясное дело, вполне закономерное следствие процессов всеобщей компьютеризации.

С одной стороны, остается лишь радоваться, что никому, похоже, не приходит в голову навязчивая идея винить именно компьютерные технологии в никак не снижающемся уровне преступности. С другой же стороны не может не озадачивать определенная, скажем так, неадекватность, с которой подобного рода технологии зачастую воспринимаются в судах.

Особенно в тех моментах, что связаны с извлекаемыми экспертами из компьютеров доказательствами вины – в виде разного рода лог-файлов и содержимого технических полей в файлах прочих данных и программ.

Как показывает жизнь, имеется вполне отчетливая тенденция к излишне завышенным оценкам достоверности подобного рода улик.

Типичный тому пример дает одно из недавних решений американского суда, по убеждению которого компьютерные записи «уникально надежны в том смысле, что они были сгенерированы компьютером, а не являются результатом записей человека»…

Для любого компьютерного специалиста – да и просто продвинутого пользователя – вполне очевидно, что сформулировать подобную идею мог лишь тот мыслитель, кто очень смутно представляет себе принципы работы компьютера и степень возможного контроля человека за содержимым файлов.

Конечно, в среде компьютерных экспертов, участвующих в криминальных расследованиях, имеется достаточно много честных и знающих людей, которые в своих выступлениях и статьях пытаются донести до суда, полиции и общества в целом более адекватное представление о реальной картине.

О том, что содержимое любого лог-файла при желании можно менять, что имеются и доступны специальные, несложные в управлении утилиты для быстрой перезаписи содержимого в технических полях файлов, невидимых обычному пользователю.

О том, наконец, что грамотный злоумышленник может сделать с содержимым компьютера что угодно – хочешь, вычистить практически все обычно доступные улики, а хочешь, залить в память машины тучу фальшивых доказательств вины вполне натурального вида.

Но главная проблема в том, что компьютерные улики – это лишь наиболее очевидный пример излишнего доверия правосудия к не особенно надежным доказательствам. И если копнуть чуть поглубже, то нечто весьма похожее откроется и в других, куда более освоенных областях криминалистической науки. Читать «Улики под сомнением» далее