Айзек Азимов - Загадки мироздания

Нельзя рассматривать молекулы РНК как существующие сами по себе. Они ведь откуда-то берутся? Например, известно, что определенные молекулы РНК формируются в клеточном ядре, как «копии» похожих, чуть более сложных по строению, молекул, известных как ДНК. Никаких других способов формирования организмом молекул РНК ученым не известно, и многие из них сомневаются в том, что поступающие извне ощущения могут напрямую стимулировать производство молекул РНК.

Молекулы ДНК — это структурный элемент генов, носителей наследственности, передающихся от родителей к детям с помощью сложного, но достаточно надежного механизма.

В каждой клетке имеется длинная цепочка молекул ДНК, и каждая из ДНК, составляющих эту цепочку, может использоваться для производства своей РНК-копии определенного строения. Возможно, некоторые составляющие ген молекулы ДНК с самого начала могут служить моделями, и именно их РНК-копии и представляют собой тот набор РНК, который необходим для обычного функционирования клеток.

Далее, можно предположить, что другие молекулы ДНК с самого начала являются заблокированными, а получение определенного ощущения из внешней среды разблокирует отдельный участок молекул ДНК, после чего начинает формироваться молекула РНК, соответствующая этой «освобожденной» молекуле.

Тогда получается, что у каждого из нас с самого рождения уже имеется запас всех возможных воспоминаний, так сказать, «банк памяти» в виде содержащихся в его генах молекул ДНК, которого достаточно на все случаи жизни. Банки памяти отдельных представителей одного и того же биологического вида, а возможно — и родственных видов, могут быть практически одинаковыми. Если все это действительно так, то понятно, что молекула РНК, несущая определенное воспоминание у одного человека, будет нести его же и у другого и почему в принципе можно переносить от одного человека к другому приобретенные знания.

Цепь биохимических соответствий не с РНК начинается и не на РНК заканчивается. Главной функцией молекул РНК, насколько нам известно, является производство белковых молекул. Каждая конкретная молекула РНК используется для формирования строго определенного белка. Так, может быть, для функционирования памяти необходима не сама РНК, а соответствующий ей белок?

Проверить это предположение можно, например, с помощью лекарства пуромицин. Он нарушает химический механизм формирования белка, не оказывая при этом влияния на саму РНК.

Луис Б. Флекснер с женой Джозефой провели в медицинском колледже университета Пенсильвании серию соответствующих экспериментов с пуромицином. Для начала они научили мышей правильно проходить простой лабиринт, избегая удара электротоком. Получив инъекцию пуромицина, обученные мыши быстро забывали все, чему их научили, несмотря на то что молекулы РНК в их организмах оставались такими же, как были до того. Обучить их заново удавалось только после того, как действие пуромицина заканчивалось.

Однако для получения подобной амнезии важно ввести инъекцию препарата достаточно быстро. В случаях, когда Флекснеры выжидали больше пяти дней и только потом вводили мышам пуромицин, забывания навыков не происходило. Все выглядело так, как будто за это время успевало образоваться что-то постоянное, как будто навык перенесся из краткосрочной памяти в долгосрочную, над которой пуромицин уже не властен.

Заслуживает упоминания еще один эксперимент, связанный с переучиванием. Мышь сначала научили двигаться по лабиринту по маршруту А, чтобы не подвергнуться удару электротоком, а затем вдруг стали бить током всякий раз, когда она вступала на этот «безопасный» маршрут. Теперь, чтобы избежать удара током, мыши надо было двигаться по маршруту В. После того как животное обучалось двигаться по новому маршруту, ему вводили пуромицин. Оно тут же забывало маршрут В, как кратковременное воспоминание, но маршрут А, как воспоминание долговременное, продолжал оставаться в ее памяти, и мышь принималась снова упорно вставать на маршрут А.

Все это можно объяснить через те замкнутые циклы тока, о которых я писал в начале статьи. Предположим, что с помощью РНК формируются белки, участвующие в образовании новых дендритов или активации старых. Если представить действие этих процессов как продолжительное и постепенное, то легко предположить картину, когда в первые несколько дней новообразуемые циклы тока еще слабы и неустойчивы, и если прервется поставка некоего нужного белка, то они с легкостью прерываются. Чуть позже, когда дендриты дорастают до нужного размера, замкнутый цикл тока становится сильным и устойчивым, необходимость в белке отпадает и пуромицин становится бессильным.