DARPA открывает программу «Биостаз»

Как известно, американская армия очень чувствительна к потерям личного состава. Если военные другой страны потеряют в одной операции 100-200 бойцов — это не вызывает возражений в обществе, то в США после такого инцидента может начаться общественная протестная кампания. История знала примеры, когда под давлением общественности США приходилось выводить свои войска с оккупированных территорий.

Поэтому главная задача при проведении американских операций — минимизировать количество жертв среди личного состава. Желательно свести их к нулю. Управление перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США или DARPA (англ. Defense Advanced Research Projects Agency) запустило новую программу «Биостаз» для исследования, как здесь может помочь молекулярная биология.

Казалось бы, какое отношение имеет молекулярная биология к выживаемости на поле боя? Оказывается, самое прямое. DARPA финансирует научные работы, которые изучают биостаз.

Формально биостаз [греч. bio(s) — жизнь и stasis — неподвижность, остановка, застой] — это способность живых организмов (отдельных особей или их групп) противостоять изменениям окружающей среды без адаптации к этим изменениям. На практике речь идёт о замедлении процесса метаболизма, то есть замедлении «биологического времени» в организме раненого бойца до того момента, когда ему окажут медицинскую помощь. Таким образом расширяется временнóе окно для лечения и повышаются шансы на выживание.

Некоторые живые организмы на Земле в самом деле способны замедлять собственный метаболизм. Например, на это способны тихоходки — одни из самых выносливых существ на нашей планете. В состоянии биостаза они выдерживают температуры от −272°С до +150°C, могут жить без еды, воды и кислорода, отлично чувствуют себя в вакууме и под огромным давлением в глубинах океана. Некоторые учёные считают, что практически неубиваемые тихоходки способны дожить до того времени, когда наше Солнце прекратит своё существование. Конечно же, люди исчезнут с планеты задолго до этого.

Тихоходка

На биостаз способны и другие животные. Используемые ими механизмы несколько отличаются и вряд ли имеет смысл точно пытаться повторить их в применении на людях. DARPA предлагает сконцентрироваться на замедлении конкретных молекулярных процессов на уровне протеинов, чтобы весь организм гармонично и постепенно «замедлял» работу — а потом безболезненно возвращался в нормально состояние.

«На молекулярном уровне жизнь представляет собой набор непрерывных биохимических реакций, а определяющей характеристикой этих реакций является то, что они нуждаются в катализаторе, — говорит Тристан Макклур-Бегли (Tristan McClure-Begley), менеджер программы «Биостаз». — Эти катализаторы поступают в клетки в виде белков и крупных молекулярных машин, которые превращают химическую и кинетическую энергию в биологические процессы. Наша цель состоит в том, чтобы контролировать эти молекулярные машины и изящно замедлить всю систему, избежав неблагоприятных последствий, когда вмешательство будет завершено».

Разработчики сначала планируют исследовать более простые биохимические процессы, связанные только с антителами, затем найти более общие решения для отдельных органов и тканей, а потом — масштабироваться на уровень целого организма.

Название «Биостаз» для научной программы звучит несколько футуристично, но это не единственный проект DARPA, который словно сошёл со страниц научно-фантастического романа. Ранее агентство объявляло о перспективных исследованиях по превращению растений в датчики для сбора разведданных, по разработке управляемых пуль, которые меняют траекторию в полёте, и невзламываемых компьютеров. Так что ничего удивительного.

В конце концов, именно DARPA (прежнее название ARPA) финансировало разработку многих фантастических для своего времени технологий, которые вошли в повседневный быт современных людей. Среди них — сеть Интернет (ARPANET), система GPS (спутники Transit), концепция распределения времени в операционных системах (ОС Multics) и многие другие. В 2011 году DARPA и NASA провела симпозиум «Столетний космический корабль», посвящённый подготовке пилотируемого полёта в дальний космос.

Возможно, разработки DARPA по биостазу тоже найдут применение в других областях, а не только на поле боя. Например, логичным кажется замедление биологических часов для астронавтов при путешествии в дальний космос или смертельно больных пациентов в ожидании изобретения лекарства для их болезни. Да и просто для всех желающих, кто по какой-то причине хочет совершить небольшой «прыжок в будущее» — лечь спать и проснуться через 10-20 лет.

Дополнительную информацию о программе «Биостаз» DARPA огласит 20 марта 2018 года. Начало вебинара в 12:30 PM EDT.

Как известно, американская армия очень чувствительна к потерям личного состава. Если военные другой страны потеряют в одной операции 100-200 бойцов — это не вызывает возражений в обществе, то в США после такого инцидента может начаться общественная протестная кампания. История знала примеры, когда под давлением общественности США приходилось выводить свои войска с оккупированных территорий.

Поэтому главная задача при проведении американских операций — минимизировать количество жертв среди личного состава. Желательно свести их к нулю. Управление перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США или DARPA (англ. Defense Advanced Research Projects Agency) запустило новую программу «Биостаз» для исследования, как здесь может помочь молекулярная биология.

Казалось бы, какое отношение имеет молекулярная биология к выживаемости на поле боя? Оказывается, самое прямое. DARPA финансирует научные работы, которые изучают биостаз.

Формально биостаз [греч. bio(s) — жизнь и stasis — неподвижность, остановка, застой] — это способность живых организмов (отдельных особей или их групп) противостоять изменениям окружающей среды без адаптации к этим изменениям. На практике речь идёт о замедлении процесса метаболизма, то есть замедлении «биологического времени» в организме раненого бойца до того момента, когда ему окажут медицинскую помощь. Таким образом расширяется временнóе окно для лечения и повышаются шансы на выживание.

Некоторые живые организмы на Земле в самом деле способны замедлять собственный метаболизм. Например, на это способны тихоходки — одни из самых выносливых существ на нашей планете. В состоянии биостаза они выдерживают температуры от −272°С до +150°C, могут жить без еды, воды и кислорода, отлично чувствуют себя в вакууме и под огромным давлением в глубинах океана. Некоторые учёные считают, что практически неубиваемые тихоходки способны дожить до того времени, когда наше Солнце прекратит своё существование. Конечно же, люди исчезнут с планеты задолго до этого.

Тихоходка

На биостаз способны и другие животные. Используемые ими механизмы несколько отличаются и вряд ли имеет смысл точно пытаться повторить их в применении на людях. DARPA предлагает сконцентрироваться на замедлении конкретных молекулярных процессов на уровне протеинов, чтобы весь организм гармонично и постепенно «замедлял» работу — а потом безболезненно возвращался в нормально состояние.

«На молекулярном уровне жизнь представляет собой набор непрерывных биохимических реакций, а определяющей характеристикой этих реакций является то, что они нуждаются в катализаторе, — говорит Тристан Макклур-Бегли (Tristan McClure-Begley), менеджер программы «Биостаз». — Эти катализаторы поступают в клетки в виде белков и крупных молекулярных машин, которые превращают химическую и кинетическую энергию в биологические процессы. Наша цель состоит в том, чтобы контролировать эти молекулярные машины и изящно замедлить всю систему, избежав неблагоприятных последствий, когда вмешательство будет завершено».

Разработчики сначала планируют исследовать более простые биохимические процессы, связанные только с антителами, затем найти более общие решения для отдельных органов и тканей, а потом — масштабироваться на уровень целого организма.

Название «Биостаз» для научной программы звучит несколько футуристично, но это не единственный проект DARPA, который словно сошёл со страниц научно-фантастического романа. Ранее агентство объявляло о перспективных исследованиях по превращению растений в датчики для сбора разведданных, по разработке управляемых пуль, которые меняют траекторию в полёте, и невзламываемых компьютеров. Так что ничего удивительного.

В конце концов, именно DARPA (прежнее название ARPA) финансировало разработку многих фантастических для своего времени технологий, которые вошли в повседневный быт современных людей. Среди них — сеть Интернет (ARPANET), система GPS (спутники Transit), концепция распределения времени в операционных системах (ОС Multics) и многие другие. В 2011 году DARPA и NASA провела симпозиум «Столетний космический корабль», посвящённый подготовке пилотируемого полёта в дальний космос.

Возможно, разработки DARPA по биостазу тоже найдут применение в других областях, а не только на поле боя. Например, логичным кажется замедление биологических часов для астронавтов при путешествии в дальний космос или смертельно больных пациентов в ожидании изобретения лекарства для их болезни. Да и просто для всех желающих, кто по какой-то причине хочет совершить небольшой «прыжок в будущее» — лечь спать и проснуться через 10-20 лет.

Дополнительную информацию о программе «Биостаз» DARPA огласит 20 марта 2018 года. Начало вебинара в 12:30 PM EDT.