Страница:
Все описания – разные, каждый говорит, что познаёт слона, и он-таки прав, но – познаёт лишь фрагментарно… Значит, нам надо так подбирать ракурсы и рассматривать биологические ситуации, чтобы все-таки реконструировать живой объект.
Так вот: реконструировать его как раз и позволяют концепции семиотики. В них та или иная биосистема реконструируется в целом, с её холистическими феноменами; рассматривается, как система в целом интерпретирует отдельные свои элементы, отдельные сигналы, знаки – как внешние, так и внутренние. В «классических» кибернетике и теории информации, на тот или иной конкретный сигнал (signal) следует определённый конкретный ответ. А вот согласно представлениям семиотики, один и тот же знак (sign) может быть интерпретирован по-разному – в зависимости от конфигурации системы, от её общих и локальных особенностей. Это, как выражаются философы, – холистический взгляд. В этом смысле и для биологии, и для изучения всех феноменов культуры (так называемых артефактов – продуктов цивилизации), в принципе очень продуктивны межсистемные аналогии. Теперь их уже можно изучать и в компьютерах – в виде обобщающих имитационных моделей.
С.Ч. Здесь дело, как мне кажется, ещё более интересно обстоит с точки зрения методологии. Важнейшая оппозиция, под знаком которой прошел весь 20 век, это оппозиция холистического и редукционистского подхода. В некотором смысле биосемиотика, как и натуралистическая биология в целом, – это одна из самых радикально холистических концепций, концепция радикально не-редукционистская. В биосемиотике так или иначе в центре внимания оказывается категория смысла.
В методологическом отношении чрезвычайно интересно то, что, как мне кажется, контакт идет даже не столько с какой-нибудь семиотикой художественной литературы, а с семиотикой того, что называется, ограниченными подъязыками.
Ограниченные подъязыки – это варианты общенациональных или интернациональных языков, которые обслуживают какие-то специализированные области деятельности – право, технику, науку и т.д. Хотя такие подъязыки в чем-то (чаще всего в специальной лексике) сложнее общеупотребительного языка, в целом они заметно проще и беднее общелитературного и разговорного языка. Поэтому они оказываются эталонными – именно эталонными, а не модельными – объектами, которые возможно исследовать со степенью дробности и детальности, сопоставимой с их организацией. Изучение таких объектов дает опыт очень интересной работы совершенно нередукционистского типа, представляющей знания не как свёртку данных, а как некоторую их упаковку, но не редуцирующего типа. Тем не менее, изучение ограниченных подъязыков – принципиально интерпретирующая дисциплина. В связи с этим нужно обратить внимание на то, что к семиотическим объектам – к языку, эмблемам, символам, к биосемиотическим образованиям – существуют разные подходы.
Во-первых, существует очень старая традиция интерпретации, насчитывающая в Европе, по крайней мере, 2,5 тысяч лет, – герменевтика. Я, как раз, кроме всего прочего, представляю то, что называется биогерменевтикой, которая является одной из ветвей биосемиотических занятий. Главным для герменевтики является проблема интерпретации, ее традиционные техники, которые сложились в связи с задачами интерпретации Священного Писания примерно в 4–6 веках от рождества Христова. Оказывается, что как раз эти техники интерпретации могут быть эффективно использованы для объяснения того или иного типа поливариантности, о которых говорил Саша в связи с биосинтезами. Другие, например, собственно семиотические, техники интерпретации для этого менее пригодны. Таким образом, для того чтобы разбираться с семиозисом в живых организмах, приходится уходить сразу в середину первого тысячелетия после Рождества Христова.
А.Г. Всё-таки за те годы, что существует это направление, вам удалось не доказать, но хотя бы интуитивно понять, что всё живое говорит на одном языке? Что даже те попытки семиотического осмысления того, чем мы владеем, – языка, которые были сделаны, как вы сказали, на своей «рубашке» (которая ближе к телу), на естественном языке, вполне соотносимы с синтезом белка, скажем, или с обменом информации между двумя клетками? То есть – код общий?
С.Ч. С одной стороны, первое, что чрезвычайно важно, – и здесь можно показать портрет Гамова – это то, что уже после того, как были открыты правила Чаргаффа, после того, как Уотсоном и Криком была расшифрована двойная спираль, оставалось, в общем, непонятно, зачем всё это хозяйство нужно. И только физик Гамов предложил идею, что это и есть кодовая система. При этом действительно код оказался, скажем так, почти универсальным. Это «почти» нужно специально расшифровывать, и это, может быть, сейчас не очень важно. Это одна сторона дела.
А вторая сторона дела, оказывается, связана вот с чем. Обратимся к схеме «Устройство знака». Ее симметричность связана вот с чем. Оказывается, что при всём разнообразии понимания того, что такое знак, тем не менее, существует семиотика порождения текста (на этой схеме это будет левая часть) и семиотика рецепции, восприятия текста (правая часть схемы). Дискуссия о том, правая или левая часть схемы есть схема знака, и какой (в соответствии с этим) должна быть семиотика, является, в общем-то, дискуссией тупоконечников и остроконечников. В рамках же теории речевых актов становится понятным, что надо рассматривать и то, и другое. Но реального рассмотрения процессов семиозиса с точки зрения прагмалингвистики, по существу, не осуществлялось.
Мной развивается представление о таком принципиально двойном рассмотрении природы знака как процесса, где соответственно рассматривается и синтез знака, и его интерпретация. И на этом уровне оказывается, что с помощью этой схемы описываются самые разнообразные процессы, о которых мы будем говорить сегодня, это процессы и чтения генетического кода, и иммунного опознания, и синаптической передачи, и, скажем, опознания спермиями яйцеклетки или зрительных образов и естественного языка. И в этом смысле, мне представляется, что эта схема оказывается в чрезвычайно высокой степени универсальной.
Давайте мы сейчас посмотрим схему биосинтеза белка и на ней это поясним. Здесь дана принципиальная схема биосинтеза белка. Итак, у нас имеется (показана наверху) молекула ДНК, знаменитая двойная спираль, на разных фрагментах которой как на матрице синтезируется два типа рибонуклеиновых кислот (РНК). Длинная информационная РНК (и-РНК), которая насаживает на себя несколько рибосом, и маленькие, коротенькие (они нарисованы внизу) т-РНК, транспортные РНК. Эти т-РНК садятся на и-РНК, после чего и-РНК с сидящими на ней т-РНК протаскиваются через рибосомы, в результате чего получается белок. В общем, это и есть то, что принято называть генетическим кодом в его действии.
В чем же тут семиотичность? Для ответа на этот вопрос давайте обратимся к предшествующей схеме, схеме строения т-РНК. На ней видно, что в т-РНК есть это нижний лепесток, на вершине которого располагается так называемый антикодон, который знает, куда садиться на и-РНК. Наверху показан акцептор, к которому присоединяется соответствующая аминокислота. В рибосоме всё это находится вместе. За счет присоединения этих т-РНК в определенные места и-РНК, сближаются и соответствующие аминокислоты и в результате происходит синтез белка.
При этом чрезвычайно интересно то, что акцептор – тот триплет, который определяет присоединение данной аминокислоты и который сидит в этой т-РНК, и антикодон данной т-РНК сочетаются в данной т-РНК самой структурой этой т-РНК. Эта структура, а тем самым и соответствие акцептора и антикодона, закодированы в структуру ДНК, на которой была синтезирована данная и-РНК и это соответствие никак не связано со свойствами самих акцептора и антикодона. Тем самым существует именно произвольная связь антикодона и соответствующей аминокислоты, что позволяет говорить о существование действительно двух планов. Планом выражения являются те или иные последовательности нуклеотидов, а планом содержания – запускаемые ими метаболические процессы. Об этом свидетельствует и то, что если использовать искусственные т-РНК, можно поменять соответствие кодируемой аминокислоты и соответствующего ей кодона. Несмотря на неправильное соответствие акцептора и адаптера, белки – хотя и ненужные – синтезироваться будут. Таким образом, будет иметь место какая-то смысловая деформация. C такой точки зрения можно рассматривать генезис рака.
А.Г. Если выразить то, что вы сказали сейчас, простым человеческим языком: они друг друга не поняли. Произошел сбой в передаче информации.
С.Ч. Да, конечно. И в этом смысле, это классический, то есть наиболее яркий, пример того, как план выражения – структура и-РНК – и план содержания – метаболические процессы – взаимно трансцендентны, не детерминируются друг другом, в частности, не детерминируются физическим субстратом, а детерминируются просто тем, какие именно триплеты присутствуют в конкретной т-РНК.
А.Г. То есть сигнал идет один и тот же, а воспринимается по-разному – я говорю с одним человеком, и он меня понимает, я говорю то же самое другому человеку, и он меня отказывается понимать. В результате так происходит?
С.Ч. Да, но это уже будет на уровне аналогии.
А.Г. Но я для себя пытаюсь усвоить, разложить по полочкам.
А.С. Что касается рака, то с позиций биосемиотики я его коснусь чуть позже.
А сейчас – несколько слов о генах вообще. Гены как таковые, в принципе, можно тоже рассматривать как само– и взаимосогласованные интерпретируемые знаки в системах. Это – вопрос дискутабельный: Джеспер Хоффмейер, очень известный датский биосемиотик, в переписке со мною это отрицал, процитировав фразу генетика Левонтина: «Genes do nothing». Но мне ситуация представляется обратной. Ведь есть удивительные факты, ярко демонстрирующие знаковую, семиотическую природу генов. До сих пор казалось очевидным, что, поскольку в ядрах клеток всех организмов ДНК-белковый код универсален, то каждый ген содержит однозначную инфомацию о кодируемых им функциях. Но вот прочитали разные геномы. В частности, оказалось, что у человека и у дрожжей последовательности нуклеотидов некоторых важных работающих генов почти идентичны. И вот что поразительно. У человека мутации в одном из них вызывают семейную сердечную миопатию, в другом – наследственную глухоту, в третьем – кожный рак ксеродерму, в четвёртом – неполипозный рак кишечника, в пятом – специфические поражения печени. А ведь дрожжи – это одноклеточные грибы; у них нет ни сердца, ни ушей, ни кожи, ни кишок, ни печени! Одни и те же гены у них проявляются совсем не так, как у нас. Иными словами, в разных организмах, дрожжах и человеке, одни и те же знаки – гены интерпретируются совершенно по-разному, в зависимости от организации самих интерпретирующих систем – геномов, клеток, организмов.
Но гены можно рассматривать не только как интерпретируемые знаки и/или их совокупности, но и как системы, сами способные интерпретировать другие знаки, в частности и другие гены. Так, опероны, открытые Жакобом, Вольманом и Моно ещё в начале 1960-х гг., – это небольшие генные системы, сами структуры которых придают им свойства своеобразных логических ячеек: они сами могут как бы давать тот или иной самосогласованный, адекватный ответ, – запуская работу своих генов, кодирующих специальные небольшие наборы ферментов – в ответ на наличие или отсутствие их специфического субстрата (например, сахара лактозы), или же на потребность в их специфическом продукте (например, в аминокислоте триптофане). В общем, каждый конкретный оперон – это самодостаточная система, некая логическая ячейка. А состоит он всего-то из специфического участка ДНК, кодирующего нужные ферменты, ферментов синтеза РНК, запускающих его работу, и ферментов, кодируемых им самим.
Если же говорить о генах вообще, то мы можем увидеть, как в целом в течение эволюции они как бы учатся интерпретировать сигналы. Если из современных организмов в порядке их сложности построить ряд, соответствующий общим эволюционным представлениям, и сравнить нуклеотидные последовательности в ДНК, составляющие их разные гены и целые геномы, то видно, как возрастают следующие показатели. (1). Общие величины геномов.
Так, у кишечной палочки – около 3.6 млн. нуклеотидов, в них – чуть более 3.2 тыс. генов, у нас – 3.2 млрд. нуклеотидов и примерно 40 тыс. генов. Промежуточные по сложности организмы – дрожжи, круглые черви, дрозофилы – по этим показателям занимают соответствующие промежуточные положения. (2) Разнообразие ДНК-текстов. (3). Среднее количество нуклеотидов на ген, то есть избыточность текста и длины регуляторных участков, которые интерпретируют сигналы, управляющие работой генов. Средняя длина гена у всех организмов – примерно 1000 нуклеотидов. В то же время, если поделить величину генома на количество генов, у бактерий на ген приходится чуть более тысячи нуклеотидов, а у человека – более 32 тысяч. Прочие названные геномы тоже занимают соответствующие места на этой шкале. Иными словами, чем сложнее организм, тем у него больше среднее количество знаков ДНК-текста, обусловливающих «ответ» – работу – одного гена. (5). В связи с этим возрастает как бы усреднённая рецептивность генов: чем сложнее организм, тем у его гена в среднем больше и длина его регуляторных зон, и их разнообразие, и количество факторов, которые они могут связать, включая, выключая или варьируя работу гена. Иными словами, возрастает количество интерпретируемых сигналов и их взаимодействий. (6). Поэтому многие из этих «входов» всё более можно рассматривать как знаки в семиотическом понимании: один и тот же «входной» регуляторный фактор разные гены интерпретируют по-разному, в зависимости и от других факторов – производя свои специфические генные продукты и признаки клетки и организма. (7). Всё это образует всё более сложные сети процессов – всё более интерпретирующих знаки и являющихся ими, а не просто являющихся сигналами и их сочетаниями или однозначно отвечающими на них. (8). Появляется всё больше разнообразных мобильных генетических элементов; у бактерий их мало, и они – одиночные, а у человека разнообразные участки, сходные с ними, составляют около 30% генома. (9) Для самых «продвинутых» генов высших организмов – многие из этих генов особенно сильно работают в клетках мозга и некоторых других важных органов – характерен так называемый альтернативный спласинг: с одного и того же гена клетка и организм строят несколько разных белков с разными функциями – по-разному нарезая его мРНК-копии. Регуляторные системы разных клеток, в разных контекстах, по-разному интерпретируют, как знак, один и тот же ген, одну и ту же его мРНК. (10). На мРНК сложных организмов есть свои сигналы – определяющие, сколько времени, сколько раз эту мРНК можно «прокручивать» на рибосомах, синтезируя с неё белок, и вообще как её использовать. Эти сигналы и знаки транспорта и работы самой мРНК сейчас интенсивно изучают. В общем, чем сложнее организм, тем на единицу функции (а ген – это элементарная наследуемая единица биологической функции) приходится гораздо больше информационных и знаковых входов – образно говоря, даже каждый ген больше понимает и умеет.
На слова Левонтина, цитированные Хоффмайером – «Genes do nothing» («Гены ничего не делают»), можно возразить следующее. Точно так же и мы в отрыве от всей взрастившей нас культуры (включая литературу), от всего того, что мы приняли с родителями, с книгами, с образованием, с друзьями, коллегами, от жизненных ценностей и целей, мы тоже «ничего не делаем» – «We do nothing». Значит, ген в контексте всё более сложной клетки может всё больше, а в контексте всё более сложного многоклеточного организма – тем более. И в связи с этим – (11): Повышается тотальная надежность генома, его помехоустойчивость как целого. Так, в геноме кишечной палочки могут мутировать безвредно для неё лишь 50% генов, а 50% – это потенциально летальные гены. У дрожжей – уже 80% устойчивых генов, у нематоды – 90%, а у нас – ещё больше. А дальше – «превыше генов» – возрастают количество и разнообразие: кодируемых генами белков, структурных уровней в организме и элементов в рамках каждого из них, типов регуляции, адаптаций, взаимодействий с другими организмами, экологических ниш, эволюционных стратегий… И всё это базируется на всё более интенсивных и многообразных интерпретациях знаков.
А вот и мир нейропептидов – как раз картинка появилась на эту тему. «Нейрон с нейроном говорит…». Раньше думали, что это – просто сигналы; что, грубо говоря, синапс – место контакта нейронов – работает как диод, однонаправленная передача тока с некоторой задержкой. А сейчас мы знаем, что здесь, в этих пузырьках, – сложнейший язык из молекул, там может быть до тысячи нейропептидов (один из них, белок Р – вещество боли), а также малые молекулы: связанные с творчеством и изменёнными состояниями сознания – норадреналин и дофамин, с эмоциями – серотонин, с памятью – глицин и глутамат.
С.Ч. После синаптической мембраны, то есть после прохождения синапса, нейромедиаторы воспринимаются примерно по такому же типу, как и идёт взаимодействие кодона и антикодона в генетических системах. То есть принцип организации процесса оказывается тот же – за счет того, что части молекул взаимодействуют по определенным правилам функционирования, а не в силу их физической сущности здесь тоже имеем трансцендентность плана содержания – то есть биологического назначения – и плана выражения как физического субстрата.
По такому же типу организованы механизмы ещё нескольких процессов. На предыдущей картинке, где у нас были спермии, проникающие в яйцеклетку, показан кортикальный слой яйцеклетки. Этот кортикальный слой обладает такими же «семиотическими» свойствами, как т-РНК или синаптическая мембрана – он должен найти такое же семиотическое соответствие со спермием. Далее будет следующая картинка, связанная с иммунным взаимодействием. Вот это как раз антитела на вирус атипичной пневмонии. Антитела взаимодействуют с частицами возбудителя по такому же типу, как РНК, нейромедиаторы и синаптические мембраны, спермии и кортикальный слой яйцеклетки, то есть это тоже чисто семиотическое взаимодействие.
А.С. Раз уж мы затронули патологии, то поговорим о самых страшных – о семиотике рака. Вот картинка из работы крупнейших американских исследователей генно-клеточных основ рака – Д. Ханахана и Р. Вейнберга. Роберт Вейнберг – Нобелевский лауреат; весной этого года он читал цикл лекций у нас в МГУ. Вот кибернетическая блок-схема раковых событий в клетке, изображающая сеть ключевых управляющих генов, белков и процессов. Здесь видно, насколько уже удалось понять, где, что, как и почему происходит на уровне клеток.
Внизу – картинка тех же авторов, отображающая их представления о раковых ситуациях. Над левым рисунком написано «Редукционистское видение», а над правым – «Гетеротипическая клеточная биология», по Ханахану и Вейнбергу. В их понимании, опухоль – это совокупность по-разному дифференцированных клеток, порождающих рак сообща (на языке семиотики – интерпретируя сигналы друг друга). На следующем рисунке отображено 6 типов событий, характерных для раковых клеток: самостимуляция в ответ на белковые факторы роста; нечувствительность к сигналам подавления роста; прорастание и метастазирование в другие ткани; неограниченная способность к репикации ДНК и к размножению; формирование нужных опухолям кровеносных сосудов; способность противостоять сигналам, заставляющих другие дефектные клетки совершать самоубийство – апоптоз. Каждый вид рака характеризуется своим специфическим набором вариантов «сценариев» – последовательностей событий.
Пять вариантов таких «сценариев» показано на следующем рисунке этих авторов.
Известно около сотни нозологических форм рака, т.е. видов раковых заболеваний. К их возникновению, к осуществлению раковых «сценариев», приводит накопление от 3 до 7 (у некоторых форм рака – 12) определённых мутаций в определённых генах. Одни из таких мутаций – это транспозиции (перестановки) таких генов под сильные промоторы, другие – это изменения в последовательностях нуклеотидов в тех областях самих генов, где закодированы белки. Таких генов – около 150; это – очень маленькая доля генов человеческого генома, но именно они-то чрезвычайно важны для нормальной жизни клеток.
Теперь – позвольте изложить мои семиотические представления о раке. Постараюсь показать, что во многих аспектах аномалии в поведении раковых клеток удивительно напоминают особенности поведения тех личностей, которые формируют аномальные общества. Метафоре Рудольфа Вирхова и Чарльза Спенсера: «организм – это государство клеток» – более ста лет, однако она поразительно верна и плодотворна. Теперь, изучая геном, мы видим, что его функции на уровне клеток – такие же, как у мозга в голове и у процессора в компьютере. Это – память самой системы, управление ею, обработка внешней информации, оптимизация её взаимодействий со средой; в общем – процессы интерпретации знаков и обработки сигналов. Постараюсь доказать дальнейшим рассказом, что рак вполне можно считать «сумасшествием генома», и на уровне сообществ (клеток или же личностей) целостная твёрдая (с́олидная) опухоль сходна с тоталитарным государством, а диффузная – с вредоносными социальными сетями (например, с мафиозными и террористическими организациями, системами «экспорта революции» и т.п.). Сходства эти многообразны и просто поразительны. В этих патологиях совершенно разные системы – с одной стороны, клетки и организмы, а с другой, личности и общества – интерпретируют свои, совершенно разные, знаковые объекты и явления настолько сходно, что и сложнейшие каскады событий оказываются сходными. Здесь-то, для понимания всех этих сложных систем, и нужна семиотика: сходства их знаковых процессов – важнее, чем различия между составляющими их субстратами и между структурными уровнями их организации.
Названные гены биологи и ранее называли «генами социального контроля» клеток. Я же суммировал все сходства раковых феноменов с психолого-социальными, о чём и расскажу.
Будучи нормальными, не мутировавшими, в норме все эти 150 генов выполняют ключевые функции в жизни клеток и всего организма, которые можно разделить на 5 групп. (1). Около 100 из этих 150 генов в норме – без вредоносных мутаций – управляют включением и выключением других генных систем в развитии организма, определяя дифференцировку клеток – формирование их различий, начиная с оплодотворённой яйцеклетки и со слабо дифференцированных стволовых клеток эмбриона, их дальнейшую биохимическую, морфологическую и тканевую специализацию. От них зависят и некоторые этапы морфогенеза – формирования клеточных пластов и органов. Аналоги этих процессов в обществах – обретение личностной индивидуальности и профессиональной специализации. (2). «Гены домашнего хозяйства» генома (это – профессиональный генетический термин): они управляют репликацией, репарацией и рекомбинацией ДНК, т.е. размножением, самоподдержанием и допустимым перестраиванием генома. Аналоги этого – память и разум; хранение, поддержание, копирование и комбинирование культурной информации – знаний, традиций, навыков. (3). Гены, контролирующие различные стадии клеточного цикла – процессы при митозе и мейозе, а потому и репродукцию всего генома.
Некоторые из них участвуют и в названных функциях «домашнего хозяйства» генома. Аналоги – физическая (наследственная) и культурная трансляция: воспроизводство и передача потомкам информации, включающей и гены, и так называемые культургены, или мемы – наследуемые элементы культуры. (4). Гены, кодирующие ключевые звенья метаболизма. В них закодированы ферменты – в основном фосфорилазы и протеинкиназы, – управляющие каскадами событий в работе многих других белков; эти гены подобны главным администраторам и супервайзерам, они «стоят на ключевых постах» клетки.
С.Ч. То есть каждый раз это касается, прежде всего, того, что связано с регуляцией.
А.С. Совершенно верно. Аналоги функций этих генов – физическое, психическое, интеллектуальное структурирование организации личности, придание ей динамической устойчивости и пластичности. (5). Гены, кодирующие как упомянутые нейропептиды и ферменты синтеза прочих сигнальных молекул, так и белки молекулярных мембранных рецепторов, которые их принимают и интерпретируют во внутриклеточные знаки и сигналы. Аналоги – системы межличностного общения и коммуникаций. А вот что происходит при патологиях. Все аспекты феноменологии рака поразительно похожи на феноменологию тоталитарных систем. Я насчитал 10 таких сходных синдромов.
1). Поздняя, неумеренная и не координируемая извне работа генов раннего развития. Аналоги: на личностном уровне – психопатологии с запоздалыми возвратами взрослых к детским и подростковым комплексам и поведенческим стереотипам, ведущие к маниям, навязчивым идеям, социальной агрессии; на социальном уровне – многообразные формы инфантилизации личностей, типичные для тоталитарных систем.
Так вот: реконструировать его как раз и позволяют концепции семиотики. В них та или иная биосистема реконструируется в целом, с её холистическими феноменами; рассматривается, как система в целом интерпретирует отдельные свои элементы, отдельные сигналы, знаки – как внешние, так и внутренние. В «классических» кибернетике и теории информации, на тот или иной конкретный сигнал (signal) следует определённый конкретный ответ. А вот согласно представлениям семиотики, один и тот же знак (sign) может быть интерпретирован по-разному – в зависимости от конфигурации системы, от её общих и локальных особенностей. Это, как выражаются философы, – холистический взгляд. В этом смысле и для биологии, и для изучения всех феноменов культуры (так называемых артефактов – продуктов цивилизации), в принципе очень продуктивны межсистемные аналогии. Теперь их уже можно изучать и в компьютерах – в виде обобщающих имитационных моделей.
С.Ч. Здесь дело, как мне кажется, ещё более интересно обстоит с точки зрения методологии. Важнейшая оппозиция, под знаком которой прошел весь 20 век, это оппозиция холистического и редукционистского подхода. В некотором смысле биосемиотика, как и натуралистическая биология в целом, – это одна из самых радикально холистических концепций, концепция радикально не-редукционистская. В биосемиотике так или иначе в центре внимания оказывается категория смысла.
В методологическом отношении чрезвычайно интересно то, что, как мне кажется, контакт идет даже не столько с какой-нибудь семиотикой художественной литературы, а с семиотикой того, что называется, ограниченными подъязыками.
Ограниченные подъязыки – это варианты общенациональных или интернациональных языков, которые обслуживают какие-то специализированные области деятельности – право, технику, науку и т.д. Хотя такие подъязыки в чем-то (чаще всего в специальной лексике) сложнее общеупотребительного языка, в целом они заметно проще и беднее общелитературного и разговорного языка. Поэтому они оказываются эталонными – именно эталонными, а не модельными – объектами, которые возможно исследовать со степенью дробности и детальности, сопоставимой с их организацией. Изучение таких объектов дает опыт очень интересной работы совершенно нередукционистского типа, представляющей знания не как свёртку данных, а как некоторую их упаковку, но не редуцирующего типа. Тем не менее, изучение ограниченных подъязыков – принципиально интерпретирующая дисциплина. В связи с этим нужно обратить внимание на то, что к семиотическим объектам – к языку, эмблемам, символам, к биосемиотическим образованиям – существуют разные подходы.
Во-первых, существует очень старая традиция интерпретации, насчитывающая в Европе, по крайней мере, 2,5 тысяч лет, – герменевтика. Я, как раз, кроме всего прочего, представляю то, что называется биогерменевтикой, которая является одной из ветвей биосемиотических занятий. Главным для герменевтики является проблема интерпретации, ее традиционные техники, которые сложились в связи с задачами интерпретации Священного Писания примерно в 4–6 веках от рождества Христова. Оказывается, что как раз эти техники интерпретации могут быть эффективно использованы для объяснения того или иного типа поливариантности, о которых говорил Саша в связи с биосинтезами. Другие, например, собственно семиотические, техники интерпретации для этого менее пригодны. Таким образом, для того чтобы разбираться с семиозисом в живых организмах, приходится уходить сразу в середину первого тысячелетия после Рождества Христова.
А.Г. Всё-таки за те годы, что существует это направление, вам удалось не доказать, но хотя бы интуитивно понять, что всё живое говорит на одном языке? Что даже те попытки семиотического осмысления того, чем мы владеем, – языка, которые были сделаны, как вы сказали, на своей «рубашке» (которая ближе к телу), на естественном языке, вполне соотносимы с синтезом белка, скажем, или с обменом информации между двумя клетками? То есть – код общий?
С.Ч. С одной стороны, первое, что чрезвычайно важно, – и здесь можно показать портрет Гамова – это то, что уже после того, как были открыты правила Чаргаффа, после того, как Уотсоном и Криком была расшифрована двойная спираль, оставалось, в общем, непонятно, зачем всё это хозяйство нужно. И только физик Гамов предложил идею, что это и есть кодовая система. При этом действительно код оказался, скажем так, почти универсальным. Это «почти» нужно специально расшифровывать, и это, может быть, сейчас не очень важно. Это одна сторона дела.
А вторая сторона дела, оказывается, связана вот с чем. Обратимся к схеме «Устройство знака». Ее симметричность связана вот с чем. Оказывается, что при всём разнообразии понимания того, что такое знак, тем не менее, существует семиотика порождения текста (на этой схеме это будет левая часть) и семиотика рецепции, восприятия текста (правая часть схемы). Дискуссия о том, правая или левая часть схемы есть схема знака, и какой (в соответствии с этим) должна быть семиотика, является, в общем-то, дискуссией тупоконечников и остроконечников. В рамках же теории речевых актов становится понятным, что надо рассматривать и то, и другое. Но реального рассмотрения процессов семиозиса с точки зрения прагмалингвистики, по существу, не осуществлялось.
Мной развивается представление о таком принципиально двойном рассмотрении природы знака как процесса, где соответственно рассматривается и синтез знака, и его интерпретация. И на этом уровне оказывается, что с помощью этой схемы описываются самые разнообразные процессы, о которых мы будем говорить сегодня, это процессы и чтения генетического кода, и иммунного опознания, и синаптической передачи, и, скажем, опознания спермиями яйцеклетки или зрительных образов и естественного языка. И в этом смысле, мне представляется, что эта схема оказывается в чрезвычайно высокой степени универсальной.
Давайте мы сейчас посмотрим схему биосинтеза белка и на ней это поясним. Здесь дана принципиальная схема биосинтеза белка. Итак, у нас имеется (показана наверху) молекула ДНК, знаменитая двойная спираль, на разных фрагментах которой как на матрице синтезируется два типа рибонуклеиновых кислот (РНК). Длинная информационная РНК (и-РНК), которая насаживает на себя несколько рибосом, и маленькие, коротенькие (они нарисованы внизу) т-РНК, транспортные РНК. Эти т-РНК садятся на и-РНК, после чего и-РНК с сидящими на ней т-РНК протаскиваются через рибосомы, в результате чего получается белок. В общем, это и есть то, что принято называть генетическим кодом в его действии.
В чем же тут семиотичность? Для ответа на этот вопрос давайте обратимся к предшествующей схеме, схеме строения т-РНК. На ней видно, что в т-РНК есть это нижний лепесток, на вершине которого располагается так называемый антикодон, который знает, куда садиться на и-РНК. Наверху показан акцептор, к которому присоединяется соответствующая аминокислота. В рибосоме всё это находится вместе. За счет присоединения этих т-РНК в определенные места и-РНК, сближаются и соответствующие аминокислоты и в результате происходит синтез белка.
При этом чрезвычайно интересно то, что акцептор – тот триплет, который определяет присоединение данной аминокислоты и который сидит в этой т-РНК, и антикодон данной т-РНК сочетаются в данной т-РНК самой структурой этой т-РНК. Эта структура, а тем самым и соответствие акцептора и антикодона, закодированы в структуру ДНК, на которой была синтезирована данная и-РНК и это соответствие никак не связано со свойствами самих акцептора и антикодона. Тем самым существует именно произвольная связь антикодона и соответствующей аминокислоты, что позволяет говорить о существование действительно двух планов. Планом выражения являются те или иные последовательности нуклеотидов, а планом содержания – запускаемые ими метаболические процессы. Об этом свидетельствует и то, что если использовать искусственные т-РНК, можно поменять соответствие кодируемой аминокислоты и соответствующего ей кодона. Несмотря на неправильное соответствие акцептора и адаптера, белки – хотя и ненужные – синтезироваться будут. Таким образом, будет иметь место какая-то смысловая деформация. C такой точки зрения можно рассматривать генезис рака.
А.Г. Если выразить то, что вы сказали сейчас, простым человеческим языком: они друг друга не поняли. Произошел сбой в передаче информации.
С.Ч. Да, конечно. И в этом смысле, это классический, то есть наиболее яркий, пример того, как план выражения – структура и-РНК – и план содержания – метаболические процессы – взаимно трансцендентны, не детерминируются друг другом, в частности, не детерминируются физическим субстратом, а детерминируются просто тем, какие именно триплеты присутствуют в конкретной т-РНК.
А.Г. То есть сигнал идет один и тот же, а воспринимается по-разному – я говорю с одним человеком, и он меня понимает, я говорю то же самое другому человеку, и он меня отказывается понимать. В результате так происходит?
С.Ч. Да, но это уже будет на уровне аналогии.
А.Г. Но я для себя пытаюсь усвоить, разложить по полочкам.
А.С. Что касается рака, то с позиций биосемиотики я его коснусь чуть позже.
А сейчас – несколько слов о генах вообще. Гены как таковые, в принципе, можно тоже рассматривать как само– и взаимосогласованные интерпретируемые знаки в системах. Это – вопрос дискутабельный: Джеспер Хоффмейер, очень известный датский биосемиотик, в переписке со мною это отрицал, процитировав фразу генетика Левонтина: «Genes do nothing». Но мне ситуация представляется обратной. Ведь есть удивительные факты, ярко демонстрирующие знаковую, семиотическую природу генов. До сих пор казалось очевидным, что, поскольку в ядрах клеток всех организмов ДНК-белковый код универсален, то каждый ген содержит однозначную инфомацию о кодируемых им функциях. Но вот прочитали разные геномы. В частности, оказалось, что у человека и у дрожжей последовательности нуклеотидов некоторых важных работающих генов почти идентичны. И вот что поразительно. У человека мутации в одном из них вызывают семейную сердечную миопатию, в другом – наследственную глухоту, в третьем – кожный рак ксеродерму, в четвёртом – неполипозный рак кишечника, в пятом – специфические поражения печени. А ведь дрожжи – это одноклеточные грибы; у них нет ни сердца, ни ушей, ни кожи, ни кишок, ни печени! Одни и те же гены у них проявляются совсем не так, как у нас. Иными словами, в разных организмах, дрожжах и человеке, одни и те же знаки – гены интерпретируются совершенно по-разному, в зависимости от организации самих интерпретирующих систем – геномов, клеток, организмов.
Но гены можно рассматривать не только как интерпретируемые знаки и/или их совокупности, но и как системы, сами способные интерпретировать другие знаки, в частности и другие гены. Так, опероны, открытые Жакобом, Вольманом и Моно ещё в начале 1960-х гг., – это небольшие генные системы, сами структуры которых придают им свойства своеобразных логических ячеек: они сами могут как бы давать тот или иной самосогласованный, адекватный ответ, – запуская работу своих генов, кодирующих специальные небольшие наборы ферментов – в ответ на наличие или отсутствие их специфического субстрата (например, сахара лактозы), или же на потребность в их специфическом продукте (например, в аминокислоте триптофане). В общем, каждый конкретный оперон – это самодостаточная система, некая логическая ячейка. А состоит он всего-то из специфического участка ДНК, кодирующего нужные ферменты, ферментов синтеза РНК, запускающих его работу, и ферментов, кодируемых им самим.
Если же говорить о генах вообще, то мы можем увидеть, как в целом в течение эволюции они как бы учатся интерпретировать сигналы. Если из современных организмов в порядке их сложности построить ряд, соответствующий общим эволюционным представлениям, и сравнить нуклеотидные последовательности в ДНК, составляющие их разные гены и целые геномы, то видно, как возрастают следующие показатели. (1). Общие величины геномов.
Так, у кишечной палочки – около 3.6 млн. нуклеотидов, в них – чуть более 3.2 тыс. генов, у нас – 3.2 млрд. нуклеотидов и примерно 40 тыс. генов. Промежуточные по сложности организмы – дрожжи, круглые черви, дрозофилы – по этим показателям занимают соответствующие промежуточные положения. (2) Разнообразие ДНК-текстов. (3). Среднее количество нуклеотидов на ген, то есть избыточность текста и длины регуляторных участков, которые интерпретируют сигналы, управляющие работой генов. Средняя длина гена у всех организмов – примерно 1000 нуклеотидов. В то же время, если поделить величину генома на количество генов, у бактерий на ген приходится чуть более тысячи нуклеотидов, а у человека – более 32 тысяч. Прочие названные геномы тоже занимают соответствующие места на этой шкале. Иными словами, чем сложнее организм, тем у него больше среднее количество знаков ДНК-текста, обусловливающих «ответ» – работу – одного гена. (5). В связи с этим возрастает как бы усреднённая рецептивность генов: чем сложнее организм, тем у его гена в среднем больше и длина его регуляторных зон, и их разнообразие, и количество факторов, которые они могут связать, включая, выключая или варьируя работу гена. Иными словами, возрастает количество интерпретируемых сигналов и их взаимодействий. (6). Поэтому многие из этих «входов» всё более можно рассматривать как знаки в семиотическом понимании: один и тот же «входной» регуляторный фактор разные гены интерпретируют по-разному, в зависимости и от других факторов – производя свои специфические генные продукты и признаки клетки и организма. (7). Всё это образует всё более сложные сети процессов – всё более интерпретирующих знаки и являющихся ими, а не просто являющихся сигналами и их сочетаниями или однозначно отвечающими на них. (8). Появляется всё больше разнообразных мобильных генетических элементов; у бактерий их мало, и они – одиночные, а у человека разнообразные участки, сходные с ними, составляют около 30% генома. (9) Для самых «продвинутых» генов высших организмов – многие из этих генов особенно сильно работают в клетках мозга и некоторых других важных органов – характерен так называемый альтернативный спласинг: с одного и того же гена клетка и организм строят несколько разных белков с разными функциями – по-разному нарезая его мРНК-копии. Регуляторные системы разных клеток, в разных контекстах, по-разному интерпретируют, как знак, один и тот же ген, одну и ту же его мРНК. (10). На мРНК сложных организмов есть свои сигналы – определяющие, сколько времени, сколько раз эту мРНК можно «прокручивать» на рибосомах, синтезируя с неё белок, и вообще как её использовать. Эти сигналы и знаки транспорта и работы самой мРНК сейчас интенсивно изучают. В общем, чем сложнее организм, тем на единицу функции (а ген – это элементарная наследуемая единица биологической функции) приходится гораздо больше информационных и знаковых входов – образно говоря, даже каждый ген больше понимает и умеет.
На слова Левонтина, цитированные Хоффмайером – «Genes do nothing» («Гены ничего не делают»), можно возразить следующее. Точно так же и мы в отрыве от всей взрастившей нас культуры (включая литературу), от всего того, что мы приняли с родителями, с книгами, с образованием, с друзьями, коллегами, от жизненных ценностей и целей, мы тоже «ничего не делаем» – «We do nothing». Значит, ген в контексте всё более сложной клетки может всё больше, а в контексте всё более сложного многоклеточного организма – тем более. И в связи с этим – (11): Повышается тотальная надежность генома, его помехоустойчивость как целого. Так, в геноме кишечной палочки могут мутировать безвредно для неё лишь 50% генов, а 50% – это потенциально летальные гены. У дрожжей – уже 80% устойчивых генов, у нематоды – 90%, а у нас – ещё больше. А дальше – «превыше генов» – возрастают количество и разнообразие: кодируемых генами белков, структурных уровней в организме и элементов в рамках каждого из них, типов регуляции, адаптаций, взаимодействий с другими организмами, экологических ниш, эволюционных стратегий… И всё это базируется на всё более интенсивных и многообразных интерпретациях знаков.
А вот и мир нейропептидов – как раз картинка появилась на эту тему. «Нейрон с нейроном говорит…». Раньше думали, что это – просто сигналы; что, грубо говоря, синапс – место контакта нейронов – работает как диод, однонаправленная передача тока с некоторой задержкой. А сейчас мы знаем, что здесь, в этих пузырьках, – сложнейший язык из молекул, там может быть до тысячи нейропептидов (один из них, белок Р – вещество боли), а также малые молекулы: связанные с творчеством и изменёнными состояниями сознания – норадреналин и дофамин, с эмоциями – серотонин, с памятью – глицин и глутамат.
С.Ч. После синаптической мембраны, то есть после прохождения синапса, нейромедиаторы воспринимаются примерно по такому же типу, как и идёт взаимодействие кодона и антикодона в генетических системах. То есть принцип организации процесса оказывается тот же – за счет того, что части молекул взаимодействуют по определенным правилам функционирования, а не в силу их физической сущности здесь тоже имеем трансцендентность плана содержания – то есть биологического назначения – и плана выражения как физического субстрата.
По такому же типу организованы механизмы ещё нескольких процессов. На предыдущей картинке, где у нас были спермии, проникающие в яйцеклетку, показан кортикальный слой яйцеклетки. Этот кортикальный слой обладает такими же «семиотическими» свойствами, как т-РНК или синаптическая мембрана – он должен найти такое же семиотическое соответствие со спермием. Далее будет следующая картинка, связанная с иммунным взаимодействием. Вот это как раз антитела на вирус атипичной пневмонии. Антитела взаимодействуют с частицами возбудителя по такому же типу, как РНК, нейромедиаторы и синаптические мембраны, спермии и кортикальный слой яйцеклетки, то есть это тоже чисто семиотическое взаимодействие.
А.С. Раз уж мы затронули патологии, то поговорим о самых страшных – о семиотике рака. Вот картинка из работы крупнейших американских исследователей генно-клеточных основ рака – Д. Ханахана и Р. Вейнберга. Роберт Вейнберг – Нобелевский лауреат; весной этого года он читал цикл лекций у нас в МГУ. Вот кибернетическая блок-схема раковых событий в клетке, изображающая сеть ключевых управляющих генов, белков и процессов. Здесь видно, насколько уже удалось понять, где, что, как и почему происходит на уровне клеток.
Внизу – картинка тех же авторов, отображающая их представления о раковых ситуациях. Над левым рисунком написано «Редукционистское видение», а над правым – «Гетеротипическая клеточная биология», по Ханахану и Вейнбергу. В их понимании, опухоль – это совокупность по-разному дифференцированных клеток, порождающих рак сообща (на языке семиотики – интерпретируя сигналы друг друга). На следующем рисунке отображено 6 типов событий, характерных для раковых клеток: самостимуляция в ответ на белковые факторы роста; нечувствительность к сигналам подавления роста; прорастание и метастазирование в другие ткани; неограниченная способность к репикации ДНК и к размножению; формирование нужных опухолям кровеносных сосудов; способность противостоять сигналам, заставляющих другие дефектные клетки совершать самоубийство – апоптоз. Каждый вид рака характеризуется своим специфическим набором вариантов «сценариев» – последовательностей событий.
Пять вариантов таких «сценариев» показано на следующем рисунке этих авторов.
Известно около сотни нозологических форм рака, т.е. видов раковых заболеваний. К их возникновению, к осуществлению раковых «сценариев», приводит накопление от 3 до 7 (у некоторых форм рака – 12) определённых мутаций в определённых генах. Одни из таких мутаций – это транспозиции (перестановки) таких генов под сильные промоторы, другие – это изменения в последовательностях нуклеотидов в тех областях самих генов, где закодированы белки. Таких генов – около 150; это – очень маленькая доля генов человеческого генома, но именно они-то чрезвычайно важны для нормальной жизни клеток.
Теперь – позвольте изложить мои семиотические представления о раке. Постараюсь показать, что во многих аспектах аномалии в поведении раковых клеток удивительно напоминают особенности поведения тех личностей, которые формируют аномальные общества. Метафоре Рудольфа Вирхова и Чарльза Спенсера: «организм – это государство клеток» – более ста лет, однако она поразительно верна и плодотворна. Теперь, изучая геном, мы видим, что его функции на уровне клеток – такие же, как у мозга в голове и у процессора в компьютере. Это – память самой системы, управление ею, обработка внешней информации, оптимизация её взаимодействий со средой; в общем – процессы интерпретации знаков и обработки сигналов. Постараюсь доказать дальнейшим рассказом, что рак вполне можно считать «сумасшествием генома», и на уровне сообществ (клеток или же личностей) целостная твёрдая (с́олидная) опухоль сходна с тоталитарным государством, а диффузная – с вредоносными социальными сетями (например, с мафиозными и террористическими организациями, системами «экспорта революции» и т.п.). Сходства эти многообразны и просто поразительны. В этих патологиях совершенно разные системы – с одной стороны, клетки и организмы, а с другой, личности и общества – интерпретируют свои, совершенно разные, знаковые объекты и явления настолько сходно, что и сложнейшие каскады событий оказываются сходными. Здесь-то, для понимания всех этих сложных систем, и нужна семиотика: сходства их знаковых процессов – важнее, чем различия между составляющими их субстратами и между структурными уровнями их организации.
Названные гены биологи и ранее называли «генами социального контроля» клеток. Я же суммировал все сходства раковых феноменов с психолого-социальными, о чём и расскажу.
Будучи нормальными, не мутировавшими, в норме все эти 150 генов выполняют ключевые функции в жизни клеток и всего организма, которые можно разделить на 5 групп. (1). Около 100 из этих 150 генов в норме – без вредоносных мутаций – управляют включением и выключением других генных систем в развитии организма, определяя дифференцировку клеток – формирование их различий, начиная с оплодотворённой яйцеклетки и со слабо дифференцированных стволовых клеток эмбриона, их дальнейшую биохимическую, морфологическую и тканевую специализацию. От них зависят и некоторые этапы морфогенеза – формирования клеточных пластов и органов. Аналоги этих процессов в обществах – обретение личностной индивидуальности и профессиональной специализации. (2). «Гены домашнего хозяйства» генома (это – профессиональный генетический термин): они управляют репликацией, репарацией и рекомбинацией ДНК, т.е. размножением, самоподдержанием и допустимым перестраиванием генома. Аналоги этого – память и разум; хранение, поддержание, копирование и комбинирование культурной информации – знаний, традиций, навыков. (3). Гены, контролирующие различные стадии клеточного цикла – процессы при митозе и мейозе, а потому и репродукцию всего генома.
Некоторые из них участвуют и в названных функциях «домашнего хозяйства» генома. Аналоги – физическая (наследственная) и культурная трансляция: воспроизводство и передача потомкам информации, включающей и гены, и так называемые культургены, или мемы – наследуемые элементы культуры. (4). Гены, кодирующие ключевые звенья метаболизма. В них закодированы ферменты – в основном фосфорилазы и протеинкиназы, – управляющие каскадами событий в работе многих других белков; эти гены подобны главным администраторам и супервайзерам, они «стоят на ключевых постах» клетки.
С.Ч. То есть каждый раз это касается, прежде всего, того, что связано с регуляцией.
А.С. Совершенно верно. Аналоги функций этих генов – физическое, психическое, интеллектуальное структурирование организации личности, придание ей динамической устойчивости и пластичности. (5). Гены, кодирующие как упомянутые нейропептиды и ферменты синтеза прочих сигнальных молекул, так и белки молекулярных мембранных рецепторов, которые их принимают и интерпретируют во внутриклеточные знаки и сигналы. Аналоги – системы межличностного общения и коммуникаций. А вот что происходит при патологиях. Все аспекты феноменологии рака поразительно похожи на феноменологию тоталитарных систем. Я насчитал 10 таких сходных синдромов.
1). Поздняя, неумеренная и не координируемая извне работа генов раннего развития. Аналоги: на личностном уровне – психопатологии с запоздалыми возвратами взрослых к детским и подростковым комплексам и поведенческим стереотипам, ведущие к маниям, навязчивым идеям, социальной агрессии; на социальном уровне – многообразные формы инфантилизации личностей, типичные для тоталитарных систем.