Не так давно в американской Национальной лаборатории в Лос-Аламосе появился Институт сложной адаптирующейся материи (The Institute for Complex Adaptive Matter) или сокращенно ИСАМ. Этот институт административно подчиняется университету Беркли и возглавляют его два известных физика - Дэвид Пайнз (David Pines) и Роберт Лафлин (Robert Lauglin), который в 1998 году (в 100-летний юбилей Лысенко) получил Нобелевскую премию за исследования квантовых эффектов Холла.

    ИСАМ, в состав которого входят физики, химики и биологи, занимается полидисциплинарными исследованиями живой и неживой материи, в частности протеинов и сверхпроводников, в масштабах мезошкалы. К понятию "мезошкала" относятся размеры от 10 до 1000 ангстремов (ангстрем - одна десятимиллиардная часть метра). Этот участок, объекты которого больше простой молекулы, но меньше живой клетки, и на котором образуются белки и вирусы, представляет собой terra incognita современной науки: он не описывается ни квантовой, ни классической механикой. На процессы, происходящие на уровне мезо-шкалы, не распространяются общепринятые теории химии и физики.

    Как показывают наблюдения, "мезо-системы" подчиняются уникальным наборам правил, которые невозможно вывести теоретическим путем на основе изучения отдельных компонентов этих систем: в них слишком много атомов для того, чтобы рассматривать их с точки зрения квантовой механики, но слишком мало - для статистической обработки данных. В своем недавнем интервью д-р Лафлин сказал: "Я думаю, мы получим ответы на вопросы, но это займет одно или два поколения. Это не случится завтра".

    В своих исследованиях сотрудники ИСАМ не используют компьютерные модели и недоверчиво относятся к попыткам понять феномен жизни путем расшифровки генетического кода или сравнительного анализа генетических карт различных организмов. Как считают эти ученые, без осмысления более глубоких принципов организации живой материи, накопление генетических данных и их статистическая обработка не прольют свет на вопрос о том, как устроена жизнь. Исследование мезошкалы должно иметь под собой экспериментальную основу. "Правила должны быть открыты, а не изобретены" (Дэвид Лафлин).

    Экспериментальные возможности ИСАМ ограничены технической базой: даже самые передовые микроскопы малопригодны для изучения жизни в масштабах мезошкалы, поскольку их энергия разрушает живые ткани. С другой стороны, теоретические основы также неразработаны. Существует лишь общая концепция, согласно которой сложные системы мезо-шкалы могут возникать из простых компонентов, которые взаимодействуют между собой неявным образом. Проще говоря, по мнению д-ра Лафлина жизнь основана на неизменных законах природы, но условия, при которых эти законы приходят в действие, могут быть различными для разных масштабных уровней. Например, законы гидродинамики неизменны для широкого спектра материалов в масштабе человеческой среды обитания, но действуют ли эти законы в мезо-масштабе, ученым сегодня неизвестно.

    Одно из конкретных направлений ислледований - изучение фолдинга (складывания) цепочек аминокислот в белки. Ранее считалось, что из одних и тех же цепочек аминокислот образуются одни и те же белки, но ученые ИСАМ установили, что однотипные белки могут быть образованы путем различного фолдинга большого числа аминокислотных цепочек. Более того, из одних и тех же цепочек, прошедших различный фолдинг, образуется белок, который по-разному функционирует в теле. В результате этого открытия фолдинг белка стал самой сложной проблемой современной биологии.

    Ключ к пониманию возникновения сложных систем заключается в рассмотрении динамического взаимодействия их компонентов. Д-р Пайнз, один из руководителей ИСАМ, надеется, что его сотрудникам удастся открыть в биологии принципы организации жизни, отличные от эволюции, и тогда станет возможным создавать живые системы в лабораторных условиях. Опыты в этом направлении проводятся также в Гарварде, где д-р Джордж Вайтсайдз (George Whitesides) экспериментирует с магнетитом и железными шариками, чтобы изучить, как силы притяжения, отталкивания и диссипации энергии взаимодействуют между собой в образовании сложных непредсказуемых систем. Д-р Вайтсайдз надеется, что на основе изучения динамики взаимодействия частиц этих систем ему удастся смоделировать биологические принципы превращения неживой материи в живую.

    Внушительных результатов в моделировании живых систем добился также д-р Реза Гадири (Reza Ghadiri) из Исследовательского института Скриппса (Scripps Research Institute) в Сан-Диего. В своей лаборатории он создал небольшие системы органических молекул, которые демонстрируют качества, присущие живой материи: размножение, паразитирование, коррекция ошибок в поведении и симбиоз. Д-р Гадири, однако, скромно отказывается от роли био-демиурга: "Это не жизнь".

Был бы жив Трофим Денисович, ознакомившись с результатами работы американских единомышленников, он бы, наверное воскликнул: "Если это не жизнь, то я не Лысенко!"