войти зарегистрироваться

Биотехнологии whois

индекс
213,07

О гриппе А (H1N1) с точки зрения программирования

Учёные уже полностью дизассемблировали H1N1 и занесли его в вирусную базу NCBI Influenza Virus Resource. Там всё задокументировано в подробностях. Например, образец A/Italy/49/2009(H1N1) был обнаружен в носу 26-летней женщины, вернувшейся из Италии в США. Вот первые 120 бит его генетического кода.

atgaaggcaa tactagtagt tctgctatat acatttgcaa ccgcaaatgc agacacatta

Сколько бит убьёт человека?
По приблизительным подсчётам, общий размер исходников H1N1 составляет 26 022 бит, а если исключить служебные стоп-сигналы (указывают на окончание каждой белковой последовательности), то исполняемый код состоит примерно из 25 054 бит. Это число является приблизительным ещё и потому, что в вирусе присутствует механизм генерации избыточного мусора для маскировки от антивирусов.

Итак, получается около 25 килобит или 3,2 килобайта. Таков объём кода для программы, имеющей ненулевые шансы убить человека. H1N1 написан гораздо эффективнее, чем компьютерный вирус MyDoom размером около 22 КБ.

Очень унизительно, что меня могут убить всего 3,2 КБ генетических данных. Впрочем, в 850 МБ человеческого генома по любому должны быть дыры для парочки эксплойтов.

Для не знакомых с молекулярной биологией короткий ликбез. Символы из вышеприведённого кода называются нуклеотидами. Они бывают четырёх типов (A [T/U] G C), то есть каждый символ содержит два бита.

Исходный код живого организма (последовательность нуклеотидов ДНК) загружается в оперативную память (транслируется последовательность нуклеотидов РНК один к одному, разве что T заменяется на U), компилируется в виде кодирующих тринуклеотидов (кодонов) и запускается на исполнение (по кодонам происходит синтез аминокислот конкретного организма).

Когда программу РНК запускают на исполнение, начинается синтез аминокислот. Они создаются по одной аминокислоте на каждые три нуклеотида. Вышеприведённый генетический код можно представить в виде такой последовательности базовых аминокислот.

MKAILVVLLYTFATANADTL

Каждый символ в этой записи (кодон) эквивалентен шести битам информации (три двухбитных нуклеотида). M — это метионин, K — лизин, A — аланин и т.д. (см. таблицу аминокислот).

Интересно, что генетический код любого живого организма начинается со стартового кодона М. В природе это обязательный маркер валидного кода.

Поскольку ДНК и РНК — это практически одно и тоже, то в биологии принято любой генетический код записывать в виде последовательности нуклеотидов ДНК, даже если в природе этот код распространяется непосредственно готовый к запуску, то есть в виде РНК, как вирус гриппа. Это очень важная деталь, о которой мы поговорим ниже.

Однако, вернёмся к основной теме топика. Приведённый код — это начало гена HA, который программирует производство белка гемагглютинина. В нашем образце присутствует гемагглютинин подтипа H1, что и отражено в названии вируса H1N1.



Гемагглютинин — это интерфейс для присоединения к клетке-хозяину. Если представить живые существа в виде компьютеров, то каждая функциональная группа клеток в организме выходит на связь с внешним миров через определённый порт. Например, порт 21 предназначен конкретно для протокола FTP. В вирусе гриппа порт H1 указывает на конкретную область человеческого тела (горло), к которой можно присоединиться. Любопытно, что тот же самый H1 подходит для присоединения к кишечному тракту птиц. Поэтому один и тот же вирус H1N1 способен атаковать и респираторную систему людей, и пищеварительную систему птиц.

Для сравнения, другой порт H5 (часть вируса H5N1, известного как «птичий грипп»), нацелен на атаку лёгочной ткани, что приводит к пневмонии, поэтому H5N1 намного опаснее и вызывает гораздо больше смертей. Поражение через порт H1 совсем не так страшно: человек просто начинает много сморкаться, но лёгкие не страдают.

Учёные до сих пор продолжают изучать порт H5. Уже известно, что у некоторых людей-мутантов лёгкие не способны соединяться с вирусом по этому порту. У кого есть такая мутация в генах, имеют большие шансы безболезненно пережить эпидемию H5N1, если она вдруг начнётся.

Взлом свиного гриппа
В журнале Nature опубликована фантастическая статья, где собрана вся информация о текущей структуре вируса H1N1, его сравнение с другими штаммами гриппа. Автор подробно рассказывает, чем у них отличается патогенная компонента, то есть именно та часть, которая убивает человека.

Обладая этой информацией, я теперь точно знаю, как нужно модифицировать исходники H1N1, чтобы сделать его более смертоносным.

В статье написано, что ген PB2 с глутаминовой кислотой в 627-ой позиции обладает слабой патогенностью (не очень смертелен). Однако, вариант с лизином на той же позиции более смертелен. Хорошо, найдём это место в исходниках H1N1. Информация из базы данных:

601 QQMRDVLGTFDTVQIIKLLP
621 FAAAPPEQSRMQFSSLTVNV
641 RGSGLRILVRGNSPVFNYNK

Как видим, на 627-й позиции кода вируса стоит символ “E”, это и есть кодон для глутаминовой кислоты. Слава богу, что здесь именно он, поэтому от H1N1 умирает не так много народу, как могло бы.

Если раскодировать кодоны в исходный код ДНК, то мы получим:

621 F A A A P P E Q S R
1861 tttgctgctg ctccaccaga acagagtagg

Как видно, глутаминовой кислоте соответствует последовательность нуклеатидов “GAA”. Чтобы модифицировать геном и сделать вирус более смертельным, нам нужно всего лишь заменить “GAA” одним из двух вариантов лизина (”K”), то есть “AAA” или “AAG”. Таким образом, более смертоносный вариант H1N1 будет иметь такой вид:

621 F A A A P P K Q S R
1861 tttgctgctg ctccaccaaa acagagtagg

Вот так. Поменять всего два бита — и практически безвредный H1N1 превращается в более смертоносный вариант.

Теоретически, я могу использовать вполне доступные технологии для синтеза нового вируса. Для начала я могу обратиться в одну из коммерческих компаний, которая занимается синтезом ДНК (например, Mr. Gene) и заказать конкретную последовательность ДНК дешевле чем за $1000. Правда, нужно учесть, что фирма Mr. Gene применяет процедуру скрининга для выявления потенциально опасного биологического кода. Сложно сказать, среагируют ли их фильтры на этот модифицированный вариант гена. Если так, то можно заняться производством нового вируса и без их помощи. Для этого нам нужно достать образцы обычного H1N1 и применить опять же хорошо известные и стандартные техники для контролируемой мутации генома, чтобы заменить нужный нуклеотид.

Кстати, в журнале Nature есть даже ссылка на научную статью, в которой подробно рассказывается, как самостоятельно сделать вирус гриппа А [Neumann, G. et al Generation of influenza A viruses entirely from cloned cDNA. Proc. Natl Acad. Sci. USA 96, 9345-9350 (1999)]. Тоже интересное чтиво.

Находчивый грипп
Перед тем как модифицировать вирус H1N1, давайте подумаем. Матушка-природа сделала гениальную работу, упаковав смертельный код всего в 3,2 КБ, да так, что мы не можем с ним справиться. Видимо, она не так глупа. Наш маленький хак не станет для неё откровением. Может быть, грипп способен поменять пару бит в своём коде самостоятельно?

Краткий ответ — да.

Вирус гриппа действительно способен на такие мутации. Дело в том, что после копирования молекулы ДНК запускается белок для проверки «контрольной суммы». Он проверяет, что копия идентична оригиналу. Но проблема в том, что вирус гриппа основан на РНК с проприетарным механизмом копирования. Он вообще не запускает проверку «контрольной суммы». В результате уровень ошибок копирования чрезвычайно высок: примерно одна на 10 000 базовых пар. И это при том, что весь геном гриппа состоит из 13 000 базовых пар. То есть, грубо округляя, в каждой новой копии гриппа присутствует одна случайная мутация.

Некоторые из этих мутаций не имеют никакого значения, другие делают вирус безвредным, но некоторые очень редкие мутации могут сделать вирус более опасным. Поскольку вирусы размножаются и распространяются с астрономической скоростью, очень высоки шансы на то, что наш маленький хак произойдёт естественным образом.

Это одна из причин, я думаю, почему медицинские организации настолько озабочены распространением H1N1: у нас нет защиты от него, и хотя он пока не очень опасен, но через пару мутаций могут начаться действительно серьёзные проблемы.

В настоящее время патогенность H1N1 примерно такая же, как у обычного гриппа. В июне на 21 449 подтверждённых случаев заболевания было всего 87 смертей, то есть смертность составляет 0,4%. Для сравнения, у «нормального» гриппа смертность <0,1%, у испанской разновидности в 1918 году смертность была 2,5%, а у разновидности H5N1 («птичий» грипп) смертность превышает 50% (!), но он, к счастью, практически не передаётся от человека к человеку.

Заразившись H1N1 сегодня, вы можете получите ценный бонус практически безопасной выработки иммунитета, так что когда вирус мутирует и вернётся снова, вы уже будете под защитой.

Ещё одна проблема с системой копирования вируса гриппа заключается в том, что он хранит свой генетический код в восьми участках РНК, а не в одной неделимой цепочке. Из-за этого механизм репликации становится ещё более непредсказуемым. Если вам «повезло» заразиться двумя разными вирусами гриппа, то в вашем организме может появиться принципиально новый штамм гриппа, потому что в поражённых клетках вирусы гриппа обмениваются кодом в хаотическом порядке.

Вот почему дополнительная опасность H1N1 заключается в его уникальном свойстве, которое называют «тройной реассортацией». Он содержит фрагменты и человеческого, и свиного, и птичьего гриппа, и может свободно обмениваться кодом со своими «родственниками» из любого вида животных.
+311
2 сентября 2009, 18:07
Andrew “bunnie” Huang
alizar

комментарии (177)

  • А все-таки интересная сфера деятельности — IT. На такие, казалось бы, посторонние вещи, можем вот так посмотреть. Попомните мое слово — пройдет несколько лет, и мы будем на вирусы и бактерии FreeBSD ставить :)

    Хотя лучше наоборот, посмотрим, как в генах информация хранится, какими оптимизациями кода пользуется пририода, ну и узнаем, правда ли, что все на Лиспе с Перлом написано xkcd.com/224/ :)

    Спасибо за статью!
    • Ну вообще-то уже есть наработки на тему клеточных компьютеров :)
      Это одно из направлений разработок альтернатив кремниевым процессорам.
    • NetBSD — её разработчики ведь заявляли, что она работает на всем!
    • Человека может убить однобитный мышьяк или однобитные пары ртути :)
      Причем с куда большей вероятностью.
      Или полбита урана.

      Забавная статья, но вообще, для нашего мира проще рассуждать о том, что в состоянии не убить человека.
      • Желательно, чтобы не только не убить, но и поддерживать жизнедеятельность. Мы ведь, человеки, существа не автономные. Вроде бы даже питаться полноценно не можем без бактерий-симбиотов.

        Поэтому, в рамках предложенной автором темы (игра на сходстве генетического и программного кода) или просто так, было бы интересно почитать про замкнутые искусственные экосферы. Господа биологи, может кто осилит предложенную тематику?

        Т.е. интересно, сколько и каких «тварей по паре» нужно загрузить на ковчег, чтобы энный период времени там могла существовать устойчивая популяция особей нашего биологического вида? Если будет предложено несколько вариантов, их уже можно будет померить на предмет длин генетических цепочек :)

        Интересно также, применяются ли уже сейчас суперкомпьютеры для расчёта таких экосфер. С одной стороны — почему бы нет, наверняка есть попытки. А с другой — хотелось бы конкретики.
        • «Звёздную бабочку» Вербера почитайте.
          Псевдонаучно, иногда наивно но вот примерно про «замкнутые искусственные экосферы»
          Правда с уклоном в социологию, а не в биологию
          • Буквально на днях предложили мне почитать Вербера (другое название, но сейчас точно не вспомню). Не пошло дальше нескольких страниц именно из-за псевдонаучного толкования им вполне себе научных фактов (надеюсь, не пошло не из-за моей собственной субъективности, а из-за того, что почитываю действительно научнопопулярное).

            Но сам набор фактов интересен, может стоило продолжить хотя бы ради этого. Спасибо за наводку, попробую вернуться к чтению Вербера, стараясь не заморачиваться его толкованиями и обращая внимание лишь на факты, за альтернативным взглядом на которые можно и другие источники покопать.
    • — «Попомните мое слово — пройдет несколько лет, и мы будем на вирусы и бактерии FreeBSD ставить :)»
      и под ie6 верстать…
  • Классно написано. Интересно, это правда?
    Некоторые фразы просто монументальны. Например: «РНК с проприетарным механизмом копирования» или «Обладая этой информацией, я теперь точно знаю, как нужно модифицировать исходники H1N1, чтобы сделать его более смертоносным»

    Забавно было почитать :)
  • Браво автору. После такого потрясающего объяснения «доступным» языком поневоле задумываешься, насколько же просто и красиво на самом-то деле устроен окружающий мир. Прогрессу достаточно было дойти до понятия программирования, чтобы понять это.
    • да, например я какое-то время изучал ветвящиеся структуры на примере l-system. так вот это и есть не что иное, как программа развития некоторой штуки (чаще моделируют растения). не имея никакого биологического образования, открыл для себя много интересных аналогий с миром живого.
    • походу с развитием микробиологии — спрос на программистов будет увеличиваться.
      без работы не останемся :))
      • Я бы скорее сказал, что с развитием биоинформатики.
    • Никогда с таким интересом не читал статью по вирусологии, биологию не переносил со школы.
      Спасибо автору за отличную аналогию с программированием, очень доступно и интересно во всяком случаи для IT-шников.
  • Очень интересно написано. Спасибо.
  • так гораздо понятнее, на родном языке то)
    • естественно, ведь в учебнике по биологии есть задачи, где есть последовательность аминокислот, табличка кодонов для аминокислот, и задача всего лишь используя логику на уровне 4 класса вычислить последовательность нуклеотидов, кодирующих эту цепочку аминокислот

      приятно узнавать о том, что уже должно быть изучено)
      • я учился в физ-мат лицее, гуманитарных предметов было минимум. нам не рассказывали подробно как работают вирусы, как они мутируют и т.п. я знаю как делится клетка и для чего каждая ее составляющая на уровне школы. но тут гораздо понятнее, да и читать с интерфейсами то интереснее)))
        • биология не гуманитарный предмет, а естественная наука ровно как физика
          • омг. это не является точной наукой, чтобы делать напор в физ-мат лицее)))
  • Кстати, в виндах, исполняемый файл тоже начинается с символа M:
    MZ…
  • Ализар, шикарный перевод и превосходный оригинал, спасибо! Зачитался.
  • 25 порт — это SMTP.
    FTP — 21.
  • Даешь спам в мозг=)))
    создать вирус(Autorun?!...) и зазомбировать людей =) вот это ботнет будет!!!
    • Что-то мне страшновато становится…
      • вы же не будете лезтьв канаву, где будет плавать банер, гласящий о б «увеличении члена на 10 см без операции реально действует скачать порно бесплатно голая беркова»? так что и бояться нечего=)
    • Хорошо, что я под Линуксом ;)
  • кстати, прямо рекламный слоган:

    «Заразившись H1N1 сегодня, вы получите гарантированное здоровье завтра» :)
    • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь.
      • К тому же, исходя из статьи, они ускоряют брутфорс виросом новой смертельной мутации
      • Зато следующее поколение подростков в Германии будет более сильным, чем предыдущее более сильное поколение вирусов… Чёрный юмор. Но в каждой шутке… Мутируют ведь не только вирусы, подростки тоже мутируют :)
        • не подростки мутируют, а развивается их иммунная система (новые антитела появляются)
          • Если серьёзно, я верю, что вид homo sapiens (у меня нет оснований полагать, что германские подростки к нему не относятся) продолжает двигаться по эволюционной лестнице. Но я не отрицаю и упомянутое вами развитие иммунной системы отдельных индивидуумов. Просто я не его имел ввиду.
    • LMik
    • LMik
    • 2 сентября 2009, 18:36
    • #
      • 0
    ОМГ мы все умрем.
    • да ну, глупости!
      • да не, скорее всего все-таки умрем.
        • Я собираюсь жить вечно
          • У Вас ещё есть время переписать себя на Лиспе :)
      • Это типа сарказм был такой, и два минуса :(
  • Очень интересная статья, спасибо автору. Интересно сколько людей после прочтения статьи захочет создать мутацию вируса? :)
    • Ну я как минимум захотел больше узнать о том, как же ДНК может быть программой? И зачем кому-то синтезировать конкретные ДНК (помимо создания вирусов).
      И как вообще можно вычислить «потенциально опасные последовательности» в ДНК? (эвристические алгоритмы?) КАК ЭтО работаЕт? O_o
      • ДНК — это «программа по сборке живого организма». Примерно как машинный код это последовательность действий для процессора, код ДНК(РНК) — это последовательность действий для клеточных «фабрик». В результате из одной клетки с генным материалом получается человек. Или мокрица, например. А если клетка заражена вирусом — это инъекция вредоносного кода в программу, которая заставляет «процессор» вместо полезной работы плодить свои копии.
        Вот где-то так, если очень упрощённо.
        Насчёт потенциальных опасностей — в основном на основании уже известных примеров кода и его функций. Благо их в окружающем мире полно.
        • потенциально опасное ДНК-РНК — это значит, что на его основе могут быть созданы опасные вещества или организмы. Представьте автоматизированную фабрику: есть полная программа по сборке автомобилей(ДНК). На ее основе создаются подпрограммы (РНК) для роботов (рибосом) по которым собираются (транслируются) детали (субъеденицы белков). Детали между собой объединяются в автомобили сами (да-да!). Как-только автомобиль собран — фабрика выпускает его. На выходе он иногда красится (приобретает клеточную оболочку на основе жиров).
          Чтобы фабрика стала опасной, она должна выпускать что-то другое, например:
          — мины — белки-токсины: попадая на другую фабрику рушат на ней производственный процесс.
          — роботы-рейдеры — вирусы: захватывают фабрику, собирают себе подобных и, как правило, взрывают фабрику вырываясь на свободу.
          Этот выпуск может быть налажен за счет подмены подпрограмм РНК, либо добавление в полную программу соответствующего кода.

          Бактериальная инфекция — это суть фабрики по собственному воспроизводству и производству мин. С ними возиться гораздо проще, чем с вирусней.
        • А откуда берутся сами клеточные фабрики? В ДНК закодирован компилятор этой ДНК? Или клеточные фабрики просто копируются из текущей клетки?

          И ещё очень интересно, почему в каком-то конкретном месте создаётся нужная клетка — в почках клетки почек, например, клетки эпидермиса на поверхности организма и т.п.?
          Хотя если есть клетка почек, то из неё только они и будут получаться скорее всего. Тогда вопросы — когда (почему?) орган останавливает свой рост, и откуда берутся начальные клетки для роста органов?
          • Тут вообще очень интересно получается. ДНК — это исходники. Для того, чтобы превратиться в исполняемый код, их нужно скомпилировать и выполнить. Компиляция выполняется специальным ферментом, «расплетающим» ДНК на две симметричные РНК (исполняемый код). После чего они «исполняются» клеткой. У вируса вместо ДНК — РНК, так что код исполняется сразу, без компиляции.
            Кстати, оба ответа верны. Когда клетка делится — в новой сразу есть все необходимые для чтения и «выполнения» ДНК элементы. Но при этом вся эта информация зашифрована и в ДНК.

            Что касается начальных клеток — есть такое понятие, как «стволовая клетка», которая может превратиться в любую ткань, тем самым дав начало новому органу/части тела. Такие клетки есть в зародышах любого живого существа, с них начинается формирование организма. Потом они большей частью исчезают, поэтому отрастить новую руку или почку мы уже не можем. Это похоже на инсталляцию ОС, установочные файлы после развертывания обычно удаляются.
            Останавливается развитие органа по команде того же кода ДНК. По сути, в нём находится описание всего организма, процессов его развития и функционирования, начиная с первого деления яйцеклетки и до смерти. Иногда происходит повреждение генного материала, выливающееся в бесконтрольный и бессмысленный рост клеточной массы, это мы называем раком. В случае программы это будет утечка памяти, бесконечный цикл или memory cannot be read — в результате «падение» отдельно взятого процесса или всей системы.
            • Спасибо за ответ! Всё проясняется)

              Про остановку логично, но сам процесс непонятный. При формировании организма/органов есть центры управления, которые выделяют некоторую квоту на деление клеток, а потом «сворачивают проект»? И деление происходит прямо в этих клетках, раздувая орган? Ведь у клеток нет физической связи, и понять, где находится клетка, она не может.
              Или деление идёт повсюду, а управляется всё нервной системой? И тогда у клеток должен быть интерфейс управления. «Горшочек, не вари!» ;)

              Очень интересует всё развитие организма, управление процессами, когда это не пара клеток, а уже целый Вавилон.
              • Насколько я это понимаю — «квоты» как таковой нет, просто в какой-то момент все клетки из стволовых становятся обычными, а у тех уже другая директива по определению — не расти сколько влезет, а заменять отмирающие и всё.
                Нет, централизованного интерфейса на этом уровне не существует. Но клетки могут «общаться» друг с другом, ферменты, электролитический баланс и так далее. Способы узнать, что находится в окружающем пространстве, у клетки есть.

                А вот когда организм переходит в более-менее структурированную фазу — управление работает уже по-другому. В основном на базе гормонов, пептидов и нервных импульсов. Тут уже за управление отвечают нервные узлы, мозг головной и спинной.
            • Только ДНК не расплетается на РНК, а РНК синтезируется на матрице ДНК (то есть строится рядом). Причем только около одной цепи, а вторая так и остается «не нужной».
  • Браво! Просто слов нет.
    Кто вы по образованию? (-:
    • Судя по тому, что идет ссылка на источник, то кто-то, кто знает хорошо английский)
  • отличная статья, спасибо
  • суууууупер :)
  • >>Например, порт 25 предназначен конкретно для протокола FTP.

    Возможно, опечатка? 25 порт — это обычно SMTP.
  • *Ушел создавать вирус*
  • Браво! а вы часом не биоинформатик?
    задумался… было бы интересно написать статью или даже просто сводную таблицу, сравнивающую компьютерные термы програмирования и аналоги в молекулярной биологии
  • такое впечатление что нас всех готовят к гриппу как к чему-то обыденному
    чтобы потом не удивлялись

  • «Заразившись H1N1 сегодня, вы можете получите ценный бонус практически безопасной выработки иммунитета, так что когда вирус мутирует и вернётся снова, вы уже будете под защитой.»

    Разве это так? Я слышал что иммунитет не распространяется на новые штаммы. Поэтому ВОЗ категорически не рекомендует специально заражаться «легким» вирусом, чтобы потом пережить новую мутацию.
    • Иммунитет будет, но распознавать он будет только не мутировавшие белки вирусной оболочки.
      А ВОЗ возникает потому, что больше заразившихся = больше мутаций. А, как сказано выше, вирус и так непозволительно приблизился к высоко патогенной форме.
      Особенно интересно, как он себя поведет в Юго-восточной Азии. Там куры, люди и свиньи издавна живут под одной крышей.
      Через год-два эпидемия будет до 1% летальных исходов.
    • если вирус мутировал, то антигены организма не распознают его белок, как если бы он был таким же. таким образом? организму приходится бороться с вирусом как с чем-то новым/
  • Роскошное изложение! :)
    Любопытно, как бы вылгядел генетический троян :)))
    • HIV/AIDS
      • Это скорее просто специфический вирус, направленный против антивирусных систем на машине.
        • тут ещё такое дело: иммунная система работает так, что «запоминает» штаммы вирусов (откладывает себе «копии»).
          это как антивирусные базы.

          а ВИЧ действует так, что заражает как раз эти хранилища. поэтому пока и не могут победить. т.е. представьте, что у касперского будут заражённые антивирусные базы, которые сами могут исполняться.

          по схожему пути действует герпес — он заражает ганглии — т.е. нервную систему, куда иммунная система попасть не может. т.е. как антивирус не может лечить, например, биос компьютера.
  • O_O
    Почувствовал себя блондинкой.
    А если серьезно — вспомнил ассемблер. Точнее дизассемблирование — когда копаться приходится на уровне бит и байт.
    Очень интересная статья. Можете продолжить?
  • сделайте мне патч пожалуйста, чтобы я как Бэтмэн был
    • Патчить уже работающую программу очень сложно.

      Патчат обычно исходный код, потом компилируют и запускают — "как Бэтмэн" могут стать ваши клоны или дети (особенно, если ваш сосед — Бэтмэн :)
      • Где ж их взять, исходники-то… Дизассемблируем экзешники пока что… :)
        Но что-то подсказывает, что оно изначально так и писалось, в машинных кодах.
        • угу. и не было живого компьютера, а была только спецификация от машинки «альтаир»
    • Бетмен за счет технологий был крут.
    • бетмен один из немногих супергероев, который не обладает суперспособностями
      • Зато он обладает отличной наследственностью. Почти идеальный генный материал — в равной степени развиты интеллект и тело. Если такого получить в отцы (при адекватной матери), дети тоже в супергерои пойдут. Или в спецназ какой-нибудь.
        • на детях гениев природа отдыхает, чаще всего наследование идет через поколение
          • Да, что-то я этот момент не учёл… Ну значит внукам повезёт, если не испортят всё каким-нибудь мезальянсом.
  • очень интересное чтиво, спасибо
    а вирус гриппа полиморфен, ла
    • Это, кстати, тоже дало по голове — не подозревал об этом.
      • всмысле что грипп может быть полиморфным
    • слова «Взлом свиного гриппа! — воодушевили! :))
  • /**
    *GenomClass.php
    *
    * @author архангел Гавриил < gavriil@heaven.god>
    * @version 1.0
    * @package human
    **/
    • <boyan_mode>
      /* A eti geny nado by ubrat' nafig. Arhangel Gavriil. */
      </boyan_mode>
    • На РНР пишут только в аду.
      • В аду на PHP читают.
      • а мне казалось, что в аду пишут скрипты для Excel-документов бухгалтерии на VBasic`е…
        • То, что на РНР пишут только в аду, не значит, что там пишут только на РНР.
    • #include soul.h
  • >>Заразившись H1N1 сегодня, вы можете получите ценный бонус практически безопасной выработки иммунитета, так что когда вирус мутирует и вернётся снова, вы уже будете под защитой.

    ага, уже были случаи, когда начитавших таких статей подростки собирались группами и пытались заразиться вирусом свиного грипа, чтобы, выздоровев и приобретя имуннитет, не заболеть позже, когда начнётся самая жесть
    • ISpy
    • ISpy
    • 2 сентября 2009, 19:31
    • #
      • 0
    Раскрыть бы по-подробнее тему антивирусов. Или тему создания вируса-антивируса против H1N1, есть же игры всякие life (немножко не в тему) и тому подобное ::-)
    • Антивирусы — иммунная система. Каждая клетка — по сути отдельный компьютер в децентрализованной сети. Вирус болтается в сети, в которой также болтаются агенты антивируса (и еще куча мусора: грузовики с припасами, исходные данные, продукты выполнения программ и т.д.):
      — сканеры — антитела: прилепляются к соответствующему по сигнатуре обекту. После прилепления на них загорается лампочка и к ним подходят ближайшие антивирусные фабрики (лимфоциты различных типов).
      — антивирусные фабрики — лимфоциты всякие: производят сканеры; жрут то, за что зацепились сканеры; окружают территорию (вызывая воспаление), и т.п.
      Если сканеры начинают цепляться за дружеские клетки (вызывая тем самым реакцию антивирусной системы) — то возникает аутоиммунное (красная волчанка, из Хауса, например). Строгость этой системы в частности препятствует трансплантации органов и тканей.
    • Inco
    • Inco
    • 2 сентября 2009, 19:31
    • #
      • 0
    прочитал… поднимаю челюсть с пола…
  • «Уже известно, что у некоторых людей-мутантов»
    Хорошо сказали :)
    • lany
    • lany
    • 2 сентября 2009, 19:36
    • #
      • +1
    >> В результате уровень ошибок копирования чрезвычайно высок: примерно одна на 10 000 базовых пар. И это при том, что весь геном гриппа состоит из 13 000 базовых пар.

    О базовых парах обычно говорят в контексте двойной спирали ДНК, когда каждый нуклеотид имеет парный себе. Не думаю, что это применимо к рнковым вирусам и не уверен, что стоило здесь делить на два :-)
  • А что означает порт(?) N1? И что вообще происходит после «коннекта»?
    • рождается зараза vkontakte
    • Представь флешку с авторановским файлом (вирус с вредоносным кодом, да — есть и с невредоносным): как только ее втыкаешь в порт компа, то если комп включен и поддерживается автозапуск — происходит заражение. точно также и по другим портам: RJ, LTP, CON…
      В организме, понятно дело, никто ни во что не втыкает — оно происходит само. Также как и собираются кораблики в бутылке: насыпается мусор, заливается клей, трясется. Единственно что вилка-розетка притягиваются друг к другу за счет разных электрических зарядов.
  • А у этого вируса присутствуют механизмы антиотладки?
    • Оглянись вокруг: мир полон людей с обфусцированным кодом РНК.
  • раскрыть комментарий
    • Ничего подобного. Как раз таки отрицает, ибо все строится на чистой теории вероятности и физике.
      • ага, т. е. атомы сами скомпоновались в такую вот программу? четко же разжевано в статье — что РНК реплицируется по определенному алгоритму, что вирус тоже работает по определенному алгоритму. ну-ка, подсчитайте вероятность случайного возникновения такого алгоритма из ничего. если вы уж так на физику и теорию вероятности полагаетесь. занменитые ученые, когда достигали пика своей деятельности, и то признавали, что без вмешательства извне не обошлось. А всякие демагогией. Ну-ка, еще вопрос, что там теория вероятности говорит о вероятности появления мира в том виде, как он есть, из большого взрыва? 1 к (число, которое еще непридумали)?
        • Алгоритм репликации — интересно и сложно, сам пытаюсь узнать про него.
          А вот «трояны» — исключительно случайность, что, кстати, в статье чётко разжёвано.

          По поводу последнего — какова вероятность того, что все процессы в мире сложились бы так, что вы написали это сообщение? Да единица — вы же его написали.
          Имхо, либо придерживаться антропного принципа, либо считать, что существуют параллельные вселенные, в которых всё возможно, и тогда не так уж важно, что вероятность возникновения такой вселенной ничтожно мала, может все соседние и пусты.
        • Демагогия — это ваши вероятности как раз. Какова вероятность того, что все молекулы воды при сливе раковины начнут двигаться по похожим спиралеобразным траекториям, закручивая воронку? А какова вероятность того, что пленка жидкости, подогреваемая снизу, вдруг сама собой выстроится в аккуратные шестиугольники?

          Прежде чем тупо переносить оценки для равновесной системы на неравновесную и делать из этого «глубокомысленные» выводы, настоятельно рекомендую хотя бы ознакомиться с диссипативными структурами…
        • А какова вероятность возникновения Бога, который создал мир, животных и людей? Гораздо более вероятен вариант самовозникновения программ и вирусов. У вселенной было достаточно времени, чтобы эта вероятность превратилась в реальность.

          См. вики: ru.wikipedia.org/wiki/Вероятность:
          Вероятность (вероятностная мера) — мера достоверности случайного события. Оценкой вероятности события может служить частота его наступления в длительной серии независимых повторений случайного эксперимента
        • а как же 100% вероятность любого события на бесконечном промежутке времени?
          • Извините, но бесконечности не существует, это всего лишь математическая абстракция
            • А этого мы не знаем. То, что вы написали — стереотип, причем, как аргумент, в данном случае никак не подходит.

              _________*______>

              * — тут образовалась жизнь.
              Перед этим мог пройти любой промежуток времени, поэтому, на образование жизни случайно (а может быть и в разные периоды в нескольких местах независимо друг от друга) было много ресурсов и куча возможностей.

              А насчет несуществования — ну так расскажите, сколько конкретно времени прошло до появления жизни? Через сколько все закончится.
              Да и так, если заморачиваться, то и времени, вообще-то не существует. Это тоже абстракция)
              • Никакой это не стереотип. Стереотип — это как раз мнение, что бесконечность существует. Приведите пример существования бесконечности.

                Поправлю вашу фразу — «Перед этим мог пройти любой конечный промежуток времени» — и все встает на свои места.

                Сколько конкретно времени прошло до появления жизни — не столь важно. То, что мы не можем назвать точную цифру — не значит, что до появления жизни прошло бесконечно много времени, не так ли?
                • В каком месте я говорю, что что прошел бесконечный промежуток времени?
                  Речь о том, что на «разработку» жизни было бесконечное количество времени. И в какой-то точке этого бесконечного времени она появилась.
                  • Откуда у вас сведения, что на «разработку» жизни было бесконечное количество времени?
  • Хабр вообще-вообще торт! Благодарю автора.
    • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь.
  • А чем компилировать то? :)
    • Код компилятора прошит в коде клетки. Вирусы пользуются чужим.
      Bootstrap отсутствует, нужна другая клетка ( материнская ) с предустановленными пакетами.
    • Если говорить о компиляции как о конечной сборке продукта, то она состоит из нескольких стадий:
      — получение из общего репозитория (ДНК) кода соответствующего сборке продукта (РНК) — механизм транскрипции — найти в инете схему сборки шамблера и распечатать ее
      — код сборки на рибосоме становится предварительным продуктом — трансляция — вырезать распечатку из бумаги
      — обработка продукта напильником (различными белками), а также сборка — согнуть, сложить, склеить, покрасить.
      Реально — последний этап самый сложный. Поменять нуклеотид или даже аминокислоту — достаточно легко, но гарантировать конечную корректную сборку — практически невозможно. Поэтому в инфо-биологии очень перспективно направление 3д-моделинга белков.
  • Хорошая статья, только данные о смертности H1N1 сильно устарели. Свежие цифры с сайта ВОЗ — заболевших около 209438, умерло около 2185. То есть смертность в 10 раз больше верхней границы для обычного гриппа, в среднем умирает 1 из 100 заболевших. Я бы не стал называть это «практически безвредной» болезнью.
    • 209438/2185 = 96. Вы нигде не перепутали порядок?
      • 2185/209438*100 = 1,04%
        Не хочу никого обидеть, но уровень образования упал просто катастрофически :-/
  • Автор молодец ща такую статью, но считать, что свинной грипп убивает человека неправильно. Смертность от него примерно такая же как и от обычного вируса (при том, что сейчас только оценки сверху). И человек от самого гриппа не умирает, а лишь от осложнений.
    • Так ладно, я немного ошибся, но начало похоже на статью запугивания свинным гриппом :).
    • imps
    • imps
    • 2 сентября 2009, 21:01
    • #
      • –1
    очень познавательно, природа всё интересней и интересней.
  • Кстати, думаю гриппу эволюционно не выгодно становится смертельнее, потому что тогда люди будут умирать не заразив достаточное количество соседей. Если начнётся пневмония, то больной будет лежать под контролем, а это совсем не эффективно по сравнению «ой что-то приболел, но думаю пойду на работу».
    • Да, но вирус-то об этом не знает.

      В том смысле, что популяции штаммов вирусов не эволюционируют таким путём, чтобы информация о выгоде «не убивай людей, а то негде будет жить» распространялась через поколения. Если бы распространялась, то давно бы уже все биологические виды превратились в симбиотов, а не травили бы друг друга :)

      Подобное высказывание слышал про клещей, от которых прививки делают. Мол, ошибка эволюции, такой маленький, и такой токсичный, убивает носителя и в результате погибает сам. Легко объявить ошибкой то, что неразумно на наш взгляд. Но не всё на свете подчиняется разуму, особенно нашему :)
      • скорее, тут служит естественный отбор.
        вирус об этом не знает, но получается, что больший ход дается тому вирусу, с которым люди пошли (и успели дойти) на работу и заразили кого-то.
  • Кофе готов, пойду скомпилирую грипп для гриппа…
    • Wott
    • Wott
    • 2 сентября 2009, 22:04
    • #
      • +1
    Вот первые 120 бит его генетического кода.

    нуклеотид в РНК или пару в составе ДНК правильнее назвать символом.
    А кодон будет словом.

    О размерах: вирусы бывают «упакованными», когда ген стартует со смещением относительно другого. То есть одна цепочка РНК может кодировать 2 разных гена = белка.

    PS. Мне понравилась строчка в описании гена вируса
    /host=«human»
  • Всего три дня не было времени читать хабр, и статьи одна краше другой. Глупость конечно несусветная, но после статьи ощущение, что точно не вакцины нам будут колоть в будущем, а исполняемый код антивируса=)
    • Вакцина и есть обновление для встроенного антивируса.
      Все уже придумано до нас! :)
    • etz
    • etz
    • 2 сентября 2009, 23:02
    • #
      • 0
    Отличная статья, спасибо за перевод!
    Блог очень интересный, надеюсь частота появления новых топиков увеличится.
  • Отличный материал доступным языком! Спасибо, очень интересно
    • snch
    • snch
    • 3 сентября 2009, 00:01
    • #
      • –2
    статья — гениальная
  • Вирусам не интересно убивать всех людей, в таком случае они сами помрут. Генетический алгоритм сработает как надо)
    • DnV
    • DnV
    • 3 сентября 2009, 00:52
    • #
      • –2
    Ничего странного. Нам ещё в школе на уроках биологии примерно так и рассказывали про работу ДНК. Кстати, организм сам себя убивает. Если цепочку ДНК зациклить, то можно жить вечно.
    • Напишите статью как ее зациклить, а то у меня что-то ничего не выходит :)
    • «Если цепочку ДНК зациклить, то можно жить вечно. » — глупости. Процесс старения — очень сложный и многофакторный. Начиная от накапливания повреждений в самой ДНК, заканчивая отсутствием клеток в взрослом организме для идентичного восстанавливания тканей.
      • Там суть в том, что копируясь каждый раз эта «каретка», которая ездит по ДНК чуть не доезжает до краёв. В результате происходят неполное копирование, накапливаясь, приводящее к старению организма. Короче, суть в том, что организм сознательно себя убивает, освобождая место для следующих поколений. Наверно есть где-то в интернете про это, я не видел. Если найдёте, поделитесь ссылкой, самому интересно.
        • суть в том, что где-то есть админка от управления мирозданием, если в нее зайти можно поправить все, что угодно. Наверно есть где-то в интернете про это, я не видел. Если найдёте, поделитесь ссылкой, самому интересно.
          • Про админку, тоже такие фантазии были :)
            А по теме, сейчас как раз нобелевскую премию дали за исследования в области деления клетки, старения. Там как раз про этот механизм.
          • Теломера
  • Я так понимаю вы вдохновение вот здесь черпали
    www.bunniestudios.com/blog/?p=353
    Жаль не указали ссылку на оригинал.
    • Ooops, sorry. my bad — не змаетил ссылку.
  • Прикольно :) Единственное, я бы не пытался взвешивать геном в байтах. 3,2kb машинного кода и кода на python — разные вещи. Тут уже вопрос об информационной энтропии: ответить сколько «информации» в конкретном килобайте может формул Шеннона, но для генома она, скорее всего, не применима.

    А ещё мне на ум пришла аналогия с геномом и машиной Тьюринга. Как вам «проблема разрешимости организмов»?
    • GMM
    • GMM
    • 3 сентября 2009, 02:04
    • #
      • 0
    После прочтения статьи осталось ощущение что читал что-то об ассемблере.
    >применяет процедуру скрининга для выявления потенциально опасного >биологического кода.
    Вот они антивирусы в прямом смысле этого слова. Интересно они там за сигнатурами ловят или еще какая-та эвристика.
    • Они ловят по портам. Все ДНК/РНК — внутри белковых контейнеров (для вирусов). Как проги на флешках. Смотря на флешку — никогда не увидишь, что за ПО в ней. По контейнеру — в принципе немного о коде узнать можно (который приводит к созданию оболочных белков)
  • А если пойти наоборот и закодировать с помощью генов привычные нам компьютерные программы? Условно, взял я яблоко с правильно измененными генами, определнно помял или, как вариант, потыкал в него иголкой и, опа!, посчитал с помощью него интеграл. Если пойти дальше, то можно будет выращивать компьютеры на грядках.
    • Компилятор? Драйвера? Программный интерфейс? Пользовательский интерфейс?
      Без них — ну вообще никак.
      • Никак, но это частные случаи ПО.
  • ждем SDK
  • Очень хорошая статья, и автор и переводчик маладец.

    Дезоксирибонуклеи́новая кислота́ (ДНК) — один из двух типов нуклеиновых кислот, обеспечивающих хранение, передачу из поколения в поколение и реализацию генетической программы развития и функционирования живых организмов

  • у фантастов частенько встречаются технологие выращивания живых существ с заранее определенными функциями… например живые двигатели, живые компьютеры, живые еще чего-нибудь…
    Кто знает может в этом направлении и пойдет наука…
    • me76
    • me76
    • 3 сентября 2009, 06:40
    • #
      • 0
    что-то не верю я во все эти страшилки про грипп. мне, по крайней мере, пока ни разу не удалось умереть от него.
    • Знаешь, кому-то это удается.
    • про вред самоубийства — тоже миф. С крыш не разрешают прыгать не потому, что человек помрет и прейдется соскребать его останки с асфальта, а потому что власти боятся, что он улетит.
      • :)))))) жаль, нет сил голосовать. поставил бы плюсик
      • лсд тоже поэтому запрещено?
  • Спасибо за перевод!

    Это феерическая статья.
  • DNA seen through the eyes of a coder
  • Огромное спасибо за тему и стиль. Будущее — на стыке дисциплин.

    Если соберетесь делать какое-то исследование по теме, могу предоставить ресурсы и вычислительные мощности.
    • Вам будет интересен фреймворк на основе молекулярно-биологических принципов?
      • В общем и целом — будет очень интересен. :)
        Многое, конечно, зависит от способа применения и от природы задач, который фреймворк будет решать.
      • dncode igniter
  • >120 бит его генетического кода.
    >atgaaggcaa tactagtagt tctgctatat acatttgcaa ccgcaaatgc agacacatta

    Самое начало статьи и такая грубая ошибка. Бит как известно может иметь только два значение 0 и 1, или допусти а и б. А тут целых 4 (a,t,g,c). Может имело смысл не проводить аналогии, а просто написать «первые 120 знаков».
    • Сначала тоже об этом подумал. Но потом пересчитал знаки — их 60, и каждый равнозначен 2-м битам (те самые 4 возможных состояния). Так что все верно!
    • 2 значения в двуричной системе счисления, а тут просто 4хричная )
      • Бит — он и в Африке бит, двоичный по определению. Но один четверичный символ равнозначен двум битам, а 60 таких символов — ста двадцати, как и написано в статье :)
        • Чаще всего да, но не всегда, просто сейчас мы живем в эпоху двоичных компов.
          • Bit — binary digit.
  • 2050 год. Генетический программист разбирает очередной кусок генного кода и видит
    комментарий:
    /* А еti gеnу nаdо bу ubrаt nаfig. Аrсhаngеl Gаvriil */
  • Спасибо! Наконец-то объяснили доступным языком.
  • если описать один словом то — Круто!
  • >>Когда программу РНК запускают на исполнение, начинается синтез аминокислот.

    правильнее написать начитается синтез белка или полипептида
  • > Интересно, что генетический код любого живого организма начинается со стартового кодона М
    Исполняемый код любого exe-шника начинается со стартового кодона MZ
    • они что-то подозревают
  • Стивен Хокинг же выдвинул гипотезу о том, что в ближайшее столетие человек начнет эволюционировать за счет «ручного» изменения определенных генов.

    Возможно, я буду еще жив, когда появится биопрограммирование.

    P.S. Жаль, что уже нельзя поставить за статью плюс :(
  • У вируса спида в геноме 9 тысяч букв, а убьет он гораздо вернее.
    • Нет вируса СПИДа, есть вирус ВИЧ.
      • Ох, если уж так, то вируса ВИЧ — нету, есть просто ВИЧ. Если для вас это так принципиально — ради бога.
  • "… и практически безвредный H1N1 превращается в более смертоносный вариант"

    Не факт. Смертность увеличивается, а мертвые плохо распространяют грипп.

    Так что можно смертность еще уменьшить, чтобы увеличить распространяемость, тогда общее количество умерших будет больше.
Только авторизованные пользователи могут оставлять комментарии. Авторизуйтесь, пожалуйста.