Безграничное будущее: нанотехнологическая революция - [35]

Деградо объясняет: «В «Du Pont» существует глубокая философская вера в способность людей производить молекулы de novo, которые будут создавать полезные вещи. И у руководства компании есть достаточная уверенность в том, что, следуя по этому пути, удастся добиться успеха: не напрямую и не всегда предсказуемо, но они и дальше намерены поддерживать фундаментальную науку.

Я думаю, что в конечном итоге у нас есть большие шансы добиться по-настоящему волнующих вещей в разработках с de novo, потому что наши возможности намного больше, чем у природы. Подумайте о способности летать: можно было бы разводить лучших почтовых голубей, а не создавать самолеты». Биологическое сообщество, впрочем, склоняется больше к орнитологии, чем к аэрокосмической технике. Опыт Деградо заключается в том, что «многие биологи считают, что если вы не работаете с реальными биологическими объектами (естественными белками), вы не занимаетесь биологией, поэтому они неохотно пользуются нашими результатами. С другой стороны, они признают, что это хорошая химия».

Каковы пути развития белковой инженерии?

Как и физики IBM, проектировщики белков стремятся развивать молекулярную инженерию. В 1989 году Билл Деградо предсказал: «Я думаю, что, возможно, мы сможем получить катализаторы или ферменты, которые должны стать катализаторами для реакций, не катализируемые в природе». Катализаторы — это молекулярные машины, которые ускоряют химические реакции: они формируют условия для двух реагирующих молекул, их присутствие помогает реакции проходят быстрее, до миллиона реакций в секунду. Новые катализаторы для реакций, которые сейчас идут медленно, обеспечат химической промышленности огромную экономию средств.

Это предсказание подтвердилось уже через несколько месяцев, когда денверские исследователи Джон Стюарт, Карл Хан и Вислав Клис объявили о новом ферменте, разработанном ими с нуля в течение двух лет и успешно получившемся с первой попытки. Этот катализатор заставляет некоторые реакции идти примерно в 100 000 раз быстрее. Нобелевский лауреат по биохимии Брюс Меррифилд считает, что «если другие смогут воспроизвести и расширить эту работу, это будет одним из самых важных достижений в биологии и химии».

У Деградо есть долгосрочные планы по разработке белков помимо создания новых катализаторов: «Это позволит нам думать о разработке молекулярных устройств в ближайшие пять-десять лет. В конечном итоге должна быть возможность спроектировать конкретную конструкцию и построить ее. Тогда у вас будут, скажем, белковые молекулы, которые самоорганизуются в сложные молекулярные объекты, которые могут служить машинами. Но есть предел тому, какими маленькими вы можете сделать устройства. Вы будете уменьшать вещи до тех пор, пока не окажется, что еще меньше их сделать нельзя, потому что вы достигли молекулярных размеров».

Марк Пирсон утверждает, что руководство «Du Pont» поддерживает это стремление. Что касается перспектив развития нанотехнологий и ассемблеров, он заметил: «Понятно, что это наверняка потребует денег, усилий и хороших идей. Но с моей точки зрения, нет никаких абсолютных фундаментальных ограничений, которые бы помешали нам делать такого рода вещи». Он не сказал, что его компания планирует развивать нанотехнологии, но такие заверения на самом деле и не нужны. «Du Pont» уже находится на пути создания нанотехнологий, по другим — более краткосрочным, коммерческим — причинам. Как и IBM, если они решат успешно развиваться, у них есть ресурсы и перспективные люди, необходимые для успеха.

Кто еще занимается молекулярными объектами?

Химики, большинство из которых не работают над белками, являются традиционными экспертами в построении молекулярных объектов. Выполняя свою работу, они строят молекулы уже более века, их умение и уверенностью постоянно растут. Все их методы косвенные: они работают с миллиардами атомов одновременно — используя массовый параллелизм, — но не контролируя их положение. Молекулы обычно беспорядочно попадают в жидкость или газ, как кусочки головоломки, которые смогут правильно соединяться друг с другом при встряхивании в коробке, или не смогут. При правильном замысле и планировании, большинство частей соединятся, как и требуется.

Химики смешивают молекулы в огромном масштабе (с нашей точки зрения моделирования, пробирка содержит вспенивающийся молекулярный рой с объемом внутреннего моря), но они все же достигают точных молекулярных преобразований. Учитывая, что они работают таким окольным путем, их достижения поражают. Отчасти это является результатом огромного объема работы, проделанной в этой области в течение многих десятилетий. Тысячи химиков работают над молекулярным строительством только в Соединенных Штатах; добавьте к этому химиков в Европе, Японии и в остальном мире, и вы получите огромное сообщество исследователей, добивающихся больших успехов. Даже если печатать только один абзац резюме каждого отчета об исследованиях, рефератов и руководств по химической литературе, публикации займут несколько библиотечных стен, и каждый год полочное пространство библиотеки будет заполняться еще на много футов.