Журнал "Компьютерра" №769 - Компьютерра

Современная жизнь построена на взаимодействии двух классов биополимеров — белков и ДНК. Но удивительным образом "между" ними почти всегда оказывается другой (помимо ДНК) класс нуклеиновых кислот — РНК. Может, наблюдаемое нами состояние — результат наложения новых молекулярных механизмов на старую РНК-основу? РНК пригодна для хранения и передачи наследственной информации (пусть и хуже, чем более устойчивая ДНК) и может обладать каталитической активностью (конечно, уступая в этом отношении ферментам — белкам-катализаторам). В 1986 году нобелевский лауреат Уолтер Гилберт подвел итог вызревавшим в течение двух десятилетий идеям и описал "РНК-мир" — форму преджизни, где и каталитическую, и информационную функции выполняли молекулы рибонуклеиновой кислоты. РНК-мир, считает Гилберт, возник в результате отбора на молекулярном уровне и привел к многократному повышению эффективности дальнейшего отбора.

Можно ли экспериментально доказать, что происходило на Земле почти четыре миллиарда лет назад? Увы, нет. Но попытки моделирования этих процессов способны дать весьма ценное теоретическое знание.

В конце 1990-х А. Б. Четверин и другие сотрудники Института белка РАН научились выращивать колонии размножающихся и конкурирующих друг с другом клонов РНК на чашках Петри с гелем, содержащим РНК-мономеры и необходимые ферменты. Достаточно выставить такую чашку на открытый воздух, как в ней начнут размножаться молекулы РНК. Но это, конечно, еще не РНК-мир, ведь сборку новых полимеров осуществляют белки.

В начале 2008 года были опубликованы результаты работ сотрудников Исследовательского института Скриппса (SRI) в Калифорнии, создавших установку для размножения и отбора рибозимов (РНК-катализаторов). Авторам исследования удалось создать условия, при которых лучшие катализаторы размножаются на среде с белками и мономерами нуклеиновых кислот быстрее худших. Молекулы РНК сами "решают", как изменить свою структуру в соответствии с требованиями экспериментаторов.

И, наконец, начало 2009 года. В том же SRI запущен процесс эволюции молекул РНК, которые обходятся без белков. Ученым удалось подобрать пары молекул РНК, каждая из которых синтезирует свою напарницу. Поселенные на соответствующую среду, разные пары начинают конкурировать друг с другом и совершенствовать свою структуру.

Что дальше? Как скоро будет создан реактор, где оживет преджизнь? Если все рассуждения верны, ДНК-РНК-белковый мир вытеснил когда-то своего предшественника — РНК-мир. Вытеснил, чтобы воскресить нашими руками заново? ДШ

Международная команда ученых, координируемая из Иллинойского университета в Урбана-Шампейн, разработала новый дизайн гибкой электроники, способной растягиваться и скручиваться подобно резине без потери электронных характеристик.

Свою конструкцию ученые назвали некомпланарной (то есть не плоской) сеткой. Она состоит из массива кремниевых островков размером несколько сотен микрон, соединенных гибкими металлическими проводниками и залитых прозрачным эластичным пластиком. Собственно электроника изготавливается по CMOS-технологии и ничем не уступает обычным чипам. Соединения между кремниевыми островками предварительно деформируются для того, чтобы они выгнулись дугой. Запас длины позволяет проводникам скручиваться и растягиваться так, что конструкцию на участке длиной всего один сантиметр можно без последствий согнуть на 90 градусов или растянуть до 140%.

Похожую эластичную электронику разрабатывают и другие научные группы. Но бес, как известно, сидит в деталях и достичь подобной гибкости еще никому не удавалось. В экспериментах были реализованы сетки из полевых транзисторов, инверторов, генераторов и дифференциальных усилителей. Измерения показали, что электронные свойства этих устройств не ухудшаются даже при самых сильных напряжениях в конструкции.

Гибкую электронику можно будет встраивать в одежду, "умные" хирургические перчатки, импланты, крылья самолетов — то есть всюду, где требуется устойчивость к механическим деформациям и хорошие электронные параметры. Впрочем, гибкими можно сделать и солнечные элементы, массивы сенсоров, химические лаборатории в чипе и еще массу устройств, в которых используются кремниевые технологии. ГА

МИКРОФИШКИ: Микрофишки

Тринадцатилетняя американка умудрилась отправить в течение одного месяца более 14,5 тысячи эсэмэсок. Юная Рейна могла бы существенно подорвать семейный бюджет, но, к счастью, на ее тарифном плане текстовые сообщения бесплатны. О гиперобщительности дочери ее отец узнал, получив от сотового оператора 440-страничный отчет. Родителям Рейны ничего не оставалось, кроме как сообщить о рекорде в газеты и от греха подальше приструнить свое чадо, запретив отсылку сообщений после обеда. АБ

БЕЗОПАСНОСТЬ: Криминальный хайтек

Автор: Киви Берд

В конце прошлого года власти Колумбии совместно со спецподразделениями США и Великобритании, борющимися с наркобизнесом, арестовали некоего Энрике Портокарреро (Enrique Portocarrero) с характерной кличкой "Капитан Немо".

Внешне совсем не похожий на героя Жюля Верна, коренастый Портокарреро с его бычьей шеей и хмурым взглядом получил это прозвище благодаря своему редкому криминальному таланту - строить удивительные чудо-корабли для массовой и незаметной транспортировки кокаина на расстояния в тысячи миль.

Согласно материалам след-ствия, нигде не учившийся кораблестроительным премудростям 45-летний самородок сконструировал и построил по меньшей мере два десятка стеклопластиковых посудин, которые, как айсберг, почти полностью погружены в воду. Над поверхностью торчит лишь крошечная рубка, оставляющая едва различимую засечку на экранах радаров патрульных судов и самолетов.

Когда на следующий день после ареста "Немо" полиция провела рейд на его тайной судоверфи, спрятанной среди болот в мангровых зарослях на юге Колумбии, там было обнаружено и уничтожено два недостроенных корабля последнего поколения. Каждое из судов длиной 20 метров способно нести на борту до 10 тонн кокаина (по уличным ценам в США такой груз эквивалентен 250 млн. долларов).

Корабли Портокарреро, как правило, обслуживаются командой из четырех человек. На борту они имеют радиостанцию, GPS и спутниковый телефон. При скорости шесть узлов и дальности действия около 2000 миль такие полуподлодки обычно используются для доставки наркотиков в Центральную Америку и Мексику. Для служб береговой охраны и сражающихся с наркотрафиком морских патрулей эти корабли в последние годы стали настоящей головной болью.

Благодаря особой форме судно практически не оставляет кильватерный след, а дизельные двигатели оборудованы выхлопными трубами специальной конструкции, выводящими газы в воду и таким образом делающими корабль невидимым для инфракрасных приборов воздушных патрулей. Наконец, сложный балласт и клапаны-кингстоны позволяют команде за каких-то десять минут затопить корабль вместе с грузом в случае угрозы задержания.

Столь специфические качества полусубмарин, признаются сотрудники американского Управления по борьбе с наркотиками (DEA), позволяли им успешно обходить морские кордоны пограничников. Разумеется, число таких кораблей у наркомафии неуклонно росло и сейчас, по приблизительным оценкам, в криминальной флотилии насчитывается около 60 единиц. Лишь в последние два года службы патрулирования и береговой охраны стали гораздо чаще перехватывать полуподводные суда благодаря применению новых компьютерных систем, разработанных для британских патрульных самолетов.

Большую помощь федеральным агентам оказал принятый американским конгрессом в 2008 году Drug Trafficking Vessel Interdiction Act (Закон о запрете на суда для перевозки наркотиков). Чтобы отправить команду полусубмарины за решетку, этот закон не требует от властей физического захвата судна с грузом кокаина или других наркотиков. Он направлен против всех, кто намерен использовать особые корабли, обманывающие радары, для скрытного проникновения в территориальные воды США.

Столь широкая формулировка, объясняют сторонники закона, нужна потому, что контрабандисты очень часто затапливают судно при малейших признаках опасности, избавляясь таким образом от улик. Кроме того, закон разрешает федеральным агентам производить аресты в нейтральных водах лишь на основании внешнего вида корабля.

В точности по такому сценарию в январе были дважды перехвачены полусубмарины, обнаруженные в нейтральных водах неподалеку от Флориды. Задержанные с разницей в один день, обе команды затопили корабли вместе с грузом и пересели в надувные спасательные шлюпки. Но если раньше после ареста и разбирательств экипаж обычно приходилось отпускать, то теперь каждому из восьми колумбийцев грозит до пятнадцати лет тюрьмы.