Ю. В. Малюкин, д-р физ мат наук, проф., зав отд нанокристаллических

Бионаномашины

Когда вы читаете этот текст, около десяти тысяч различных наномашин работают в вашем теле. Каждая из этих наномашин собрана безошибочно с атомной точностью.
Тело человека возможно наиболее сложный механизм во Вселен­ной, причём абсолютное большинство процессов и действий происходит в нем на наноуровне. Идеальная кооперация этих наномашин обеспечивает все процессы жизнедеятельности - питание и дыхание, рост и залечивание повреждений, восприятие внешних сигналов и реакцию на них, энергетическую самодостаточность и размножение.
Примечательно, что многие из этих наномашин продолжают нормально работать, осуществляя свои наноатомные функции, если их изъять из организма, из его клеток. Каждая из них является самодостаточным молекулярным механизмом. Эти наномашины уже используются человеком. Такие пищеварительные ферменты как пепсин или лизозим (лизоцим) устойчивы настолько, что их добавляют к моющим


19

средствам для удаления пятен. Амилазы используются в промышленности для преобразования порошка крахмала в сладкий раствор глюкозы (кукурузный сироп).

Все технологии в генной инженерии и биотехнологии обеспе­чиваются имеющимся на рынке набором наномашин, которые мани­пулируют ДНК - разрезают, сшивают, удаляют и вставляют фрагменты и т. д. Как правило, природные бионаномашины удивительно прочные и надежные.
Природные бионаномашины во многом отличаются от машин привычного нам макромира.

1. 
   Природные бионаномашины были созданы в результате эволюции, а не в результате работы конструкторов, инженеров и дизайнеров, а это наложило необычные ограничения на процесс эволюционной "разработки" и форму конечного "продукта" - бионаномашину.
   
2. 
   Природные бионаномашины в теперешнем виде были созданы эволюцией для выполнения своих задач в чрезвычайно специфической окружающей среде, в условиях активного действия особых, необычных для нашего макромира сил со стороны этого окружения.
   

Необходимо помнить об этих особенностях и исследуя принципы устройства и функционирования природных бионаномашин, и пытаясь использовать природные бионаномашины в качестве прототипа, отправной точки при конструировании собственных искусственных бионаномашин в конкретной области применения бионанотехнологии.
Принципы и подходы "машиностроения" в естественных биологи­ческих системах существенно отличаются от всего, что характерно для машиностроительных технологий инженерного .макромира человека.
Природные биомолекулы имеют невероятно сложную внешнюю поверхность, совершенно не похожую на изящные обводы кухонных комбайнов или самолётов. Они работают в активном, если не сказать, агрессивном, внешнем окружении, которое постоянно раскачивает, тянет


20




и толкает части бионаномашин. (Парусный корабль в штормящем море или понтонная переправа в шторм - вот примеры такого взаимодействия с активной внешней средой). Компоненты бионаномашин связаны между собой сложным набором взаимодействий (связывающих и антисвя­зывающих). В своем наномире бионаномашины практически не ощущают силы гравитации и инерции, хотя именно эти силы являются доминирующими в мире макромашин.
Мир бионанотехнологии - это необычный, быстроменяющийся, движущийся мир в котором действуют совсем другие правила и законы, чем в привычном нам макромире.