[Биотехнологии] Как сделать не стареющее тело? Общий принцип
Автор
Сообщение
news_bot ®
Стаж: 6 лет 9 месяцев
Сообщений: 27286
Что есть общего между человеком и снежинкой? И человек и снежинка могут расти и, причём основной – базовый принцип создания тела снежинки и тела человека одинаковый. В математике и в информатике этот принцип известен под названием клеточные автоматы. Принцип заключается в том, что есть некоторые простые правила добавления или уничтожения элементов конструкции тела. Мы можем задать эти простые правила, задать эти начальные условия развития системы и далее остаётся только наблюдать, как из простых правил получаются сложнейшие структуры. Вот пример роста такого цифрового дерева:
В цифровых клеточных автоматах правила добавления и исчезновения клеток, которые определяют свойства и путь развития системы, задаёт человек. Если рассматривать снежинку как клеточный автомат, то правила добавления новых молекул воды определяются уже естественно не человеком, а правилами образования кристаллической структуры льда и на ещё более глубоком уровне законами квантовой физики при взаимодействии отдельных молекул и атомов. Правила построения кристаллической структуры льда довольно простые и поэтому снежинка тоже получается довольно простой по сравнению с человеком. В теле человека, как и в телах всех остальных живых существ, развитие системы задаётся правилами поведения отдельных биологических клеток. Ни одна из клеток не знает, каким должно получится в итоге тело в процессе роста. Никаких чертежей нет, но каждая из клеток действует по определённым правилам и в итоге получается готовое тело таким, каким получается. То, как будет вести себя клетка, зависит от её окружения. В зависимости от того, какие химические вещества действуют на клетку и от того какая у неё предыстория жизни, она может вести себя разнообразными способами. По большей части правила поведения клеток задаёт ДНК. 
Благодаря гигантскому числу вариантов правил поведения клеток, они могут образовывать сложнейшие структуры, как например этот росток бамбука. Хотя общий принцип создания структуры и у снежинки и у бамбука одинаковый, но благодаря многообразию вариантов поведения биологических клеток, тело бамбука – это гораздо более сложная система, чем тело снежинки. Так что же такое старение тела? По большей части это просто продолжение роста клеточного автомата. Здесь можно увидеть примеры таких вот разрастающихся во все стороны клеточных автоматов. 
Наш биологический клеточный автомат хорошо растёт во время детства, неплохо останавливает рост и стабилизируется в течение средних лет, а потом он продолжает изменяться, продолжает эволюционировать и это приводит к сбоям работы различных подсистем и весь клеточный автомат начинает разваливаться. Это всё равно, что снежинка если будет разрастаться до больших размеров, то рано или поздно она развалиться под действием собственной тяжести или от дуновения ветра. В процессе биологической эволюции в случае с человеком очень сложно было сделать тело бессмертным. Всё дело в том, что в естественной среде обитания мало кто доживал до пожилого возраста. То драка, то неудачная охота, то болезнь, то ядовитая змея. Всё это резко сокращало продолжительность жизни, и естественный отбор не шёл на достижение максимально возможной продолжительности жизни при идеальных условиях. Итак, снежинка простая система и чтобы остановить её рост-старение, достаточно просто убрать водяные пары из окружающего воздуха. С человеком всё гораздо сложнее, так как сама система гораздо сложнее. В человеке постоянно идёт множество процессов и если остановить часть из них, то это может привести не к остановке роста-старения, а к ещё более быстрому разрушению системы. Чтобы избавится от старения нужно из растущего и постоянно изменяющегося клеточного автомата сделать зацикленный клеточный автомат или как его ещё называют осциллирующий клеточный автомат. Примеры таких сложных зацикленных автоматов показаны на видео ниже. 
Такие системы могут иметь фазу роста в начале, но затем полностью прекращают рост, стабилизируются, и все процессы начинают циклически повторяться бесконечное количество раз.Как видите, в случае с цифровыми клеточными автоматами такую систему сделать довольно легко, а вот в случае с биологическими клетками это гораздо сложнее. Есть несколько проблем. Во первых, в случае биологических клеток правила их поведения, взаимодействия между собой постоянно изменяются с течением времени, так как изменяется внутренняя структура самих клеток. Например, происходит укорочение ДНК на концах или происходят мутации ДНК, ну и ещё есть множество факторов, приводящих к изменению самих правил поведения клеток. То есть, чтобы создать автомат, работающий в бесконечном цикле, нужно будет постоянно вносить изменения в ДНК и в остальные внутренние части клеток, чтобы они не мутировали и не меняли правила своего поведения. Вторая проблема – это невероятная сложность системы и нужен сверхинтеллект, чтобы проанализировать то, как правила поведения отдельных клеток скажутся на работе всей системы в целом. Чтобы из не зацикленного автомата сделать зацикленный, нужно очень глубоко понимать и уметь рассчитывать итог изменения правил поведения клеток. Способ зацикливания автомата сложно проанализировать и осуществить даже с цифровыми клеточными автоматами, не говоря уже о биологических. Можно задаться вопросом, а возможно ли вообще при помощи наших эукариотических клеток сделать такой зацикленный клеточный автомат? На самом деле вполне возможно, так как в природе есть примеры нестареющих живых существ. Например, гидра, которая может омолаживаться до первоначального состояния и по сути её тело — это зацикленный клеточный автомат или медуза Turritopsis nutricula, которая тоже на это способна. 
Таким образом, получается, что наши эукариотические клетки в принципе позволяют избавиться от старения. Сами клетки для этого у нас такие как надо. У нас неправильное взаимодействие этих клеток друг с другом, что приводит к бесконтрольному и разрушительному развитию системы. Должно быть можно зациклить биологический клеточный автомат при помощи генной инженерии. Только пока не понятно, насколько сильно придётся изменить правила взаимодействия клеток при этом. Может быть, нужно только слегка подправить работу клеток, а может быть придётся модифицировать структуру вплоть до того, что это уже будет другой вид живого существа.
===========
Источник:
habr.com
===========
Похожие новости:
- [Разработка игр, Дизайн игр, Игры и игровые приставки] Как всего одна игровая механика навсегда изменила Diablo (перевод)
- [Анализ и проектирование систем, IT-инфраструктура, Визуализация данных, Управление продуктом] Как селф-сервис BI убивает кровавый энтерпрайз
- [Научно-популярное, Биотехнологии] Загадочная прочность стеклянного скелета морской губки (перевод)
- [Биотехнологии, Носимая электроника, Медгаджеты, Здоровье] Два датчика здоровья разместили на одном носимом устройстве
- [Анализ и проектирование систем, Визуализация данных, Управление разработкой] Как селф-сервис BI убивает кровавый энтерпрайз
- [Математика] Число Рамсея R(5,5) = 43
- [Научно-популярное, Биотехнологии, Игры и игровые приставки, Мозг] Исследователи научили свиней играть в видеоигру
- [Управление персоналом, Карьера в IT-индустрии, Финансы в IT] Как быстро надо бежать, чтобы стоять на месте?
- [Алгоритмы, Математика] Программный генератор статистически безупречных случайных чисел
- [Научно-популярное, Биотехнологии, Здоровье] Долгосрочная безопасность вакцины «Спутник V». Вопросы
Теги для поиска: #_biotehnologii (Биотехнологии), #_starenie_organizma (старение организма), #_rost (рост), #_kletochnye_avtomaty (клеточные автоматы), #_biotehnologii (
Биотехнологии
)
Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете голосовать в опросах
Вы не можете прикреплять файлы к сообщениям
Вы не можете скачивать файлы
Текущее время: 22-Ноя 15:58
Часовой пояс: UTC + 5
| Автор | Сообщение |
|---|---|
|
news_bot ®
Стаж: 6 лет 9 месяцев |
|
 Что есть общего между человеком и снежинкой? И человек и снежинка могут расти и, причём основной – базовый принцип создания тела снежинки и тела человека одинаковый. В математике и в информатике этот принцип известен под названием клеточные автоматы. Принцип заключается в том, что есть некоторые простые правила добавления или уничтожения элементов конструкции тела. Мы можем задать эти простые правила, задать эти начальные условия развития системы и далее остаётся только наблюдать, как из простых правил получаются сложнейшие структуры. Вот пример роста такого цифрового дерева:  В цифровых клеточных автоматах правила добавления и исчезновения клеток, которые определяют свойства и путь развития системы, задаёт человек. Если рассматривать снежинку как клеточный автомат, то правила добавления новых молекул воды определяются уже естественно не человеком, а правилами образования кристаллической структуры льда и на ещё более глубоком уровне законами квантовой физики при взаимодействии отдельных молекул и атомов. Правила построения кристаллической структуры льда довольно простые и поэтому снежинка тоже получается довольно простой по сравнению с человеком. В теле человека, как и в телах всех остальных живых существ, развитие системы задаётся правилами поведения отдельных биологических клеток. Ни одна из клеток не знает, каким должно получится в итоге тело в процессе роста. Никаких чертежей нет, но каждая из клеток действует по определённым правилам и в итоге получается готовое тело таким, каким получается. То, как будет вести себя клетка, зависит от её окружения. В зависимости от того, какие химические вещества действуют на клетку и от того какая у неё предыстория жизни, она может вести себя разнообразными способами. По большей части правила поведения клеток задаёт ДНК.  Благодаря гигантскому числу вариантов правил поведения клеток, они могут образовывать сложнейшие структуры, как например этот росток бамбука. Хотя общий принцип создания структуры и у снежинки и у бамбука одинаковый, но благодаря многообразию вариантов поведения биологических клеток, тело бамбука – это гораздо более сложная система, чем тело снежинки. Так что же такое старение тела? По большей части это просто продолжение роста клеточного автомата. Здесь можно увидеть примеры таких вот разрастающихся во все стороны клеточных автоматов.  Наш биологический клеточный автомат хорошо растёт во время детства, неплохо останавливает рост и стабилизируется в течение средних лет, а потом он продолжает изменяться, продолжает эволюционировать и это приводит к сбоям работы различных подсистем и весь клеточный автомат начинает разваливаться. Это всё равно, что снежинка если будет разрастаться до больших размеров, то рано или поздно она развалиться под действием собственной тяжести или от дуновения ветра. В процессе биологической эволюции в случае с человеком очень сложно было сделать тело бессмертным. Всё дело в том, что в естественной среде обитания мало кто доживал до пожилого возраста. То драка, то неудачная охота, то болезнь, то ядовитая змея. Всё это резко сокращало продолжительность жизни, и естественный отбор не шёл на достижение максимально возможной продолжительности жизни при идеальных условиях. Итак, снежинка простая система и чтобы остановить её рост-старение, достаточно просто убрать водяные пары из окружающего воздуха. С человеком всё гораздо сложнее, так как сама система гораздо сложнее. В человеке постоянно идёт множество процессов и если остановить часть из них, то это может привести не к остановке роста-старения, а к ещё более быстрому разрушению системы. Чтобы избавится от старения нужно из растущего и постоянно изменяющегося клеточного автомата сделать зацикленный клеточный автомат или как его ещё называют осциллирующий клеточный автомат. Примеры таких сложных зацикленных автоматов показаны на видео ниже.  Такие системы могут иметь фазу роста в начале, но затем полностью прекращают рост, стабилизируются, и все процессы начинают циклически повторяться бесконечное количество раз.Как видите, в случае с цифровыми клеточными автоматами такую систему сделать довольно легко, а вот в случае с биологическими клетками это гораздо сложнее. Есть несколько проблем. Во первых, в случае биологических клеток правила их поведения, взаимодействия между собой постоянно изменяются с течением времени, так как изменяется внутренняя структура самих клеток. Например, происходит укорочение ДНК на концах или происходят мутации ДНК, ну и ещё есть множество факторов, приводящих к изменению самих правил поведения клеток. То есть, чтобы создать автомат, работающий в бесконечном цикле, нужно будет постоянно вносить изменения в ДНК и в остальные внутренние части клеток, чтобы они не мутировали и не меняли правила своего поведения. Вторая проблема – это невероятная сложность системы и нужен сверхинтеллект, чтобы проанализировать то, как правила поведения отдельных клеток скажутся на работе всей системы в целом. Чтобы из не зацикленного автомата сделать зацикленный, нужно очень глубоко понимать и уметь рассчитывать итог изменения правил поведения клеток. Способ зацикливания автомата сложно проанализировать и осуществить даже с цифровыми клеточными автоматами, не говоря уже о биологических. Можно задаться вопросом, а возможно ли вообще при помощи наших эукариотических клеток сделать такой зацикленный клеточный автомат? На самом деле вполне возможно, так как в природе есть примеры нестареющих живых существ. Например, гидра, которая может омолаживаться до первоначального состояния и по сути её тело — это зацикленный клеточный автомат или медуза Turritopsis nutricula, которая тоже на это способна.   Таким образом, получается, что наши эукариотические клетки в принципе позволяют избавиться от старения. Сами клетки для этого у нас такие как надо. У нас неправильное взаимодействие этих клеток друг с другом, что приводит к бесконтрольному и разрушительному развитию системы. Должно быть можно зациклить биологический клеточный автомат при помощи генной инженерии. Только пока не понятно, насколько сильно придётся изменить правила взаимодействия клеток при этом. Может быть, нужно только слегка подправить работу клеток, а может быть придётся модифицировать структуру вплоть до того, что это уже будет другой вид живого существа. =========== Источник: habr.com =========== Похожие новости:
Биотехнологии ) |
|
Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете голосовать в опросах
Вы не можете прикреплять файлы к сообщениям
Вы не можете скачивать файлы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете голосовать в опросах
Вы не можете прикреплять файлы к сообщениям
Вы не можете скачивать файлы
Текущее время: 22-Ноя 15:58
Часовой пояс: UTC + 5