14 августа 2013

Эвристические подходы к поиску алгоритмов для обнаружения новых видов биологической активности

Морфогенетическая активность и принципы поиска соответствующих химических соединений

Наиболее глубокие исследования, связанные с потребностью создания и развития АСК, обусловлены необходимостью решения наиболее актуальных задач: нахождения химических средств и способов управления онтогенезом и экосистемами.

Решение первой из этих научных задач должно привести к возможностям регуляции демографических показателей, предупреждения хронических заболеваний, повышения общей сопротивляемости и выносливости организма, увеличения среднего интеллектуального уровня, в целом оптимизация индивидуального развития в рамках индивидуальных возможностей каждого генотипа.

Эта задача требует для своего решения поиска нового вида биологической активности, который мы назовем морфогенетическим. В настоящее время у нас нет или почти нет веществ, обладающих таким видом активности, точнее, мы не знаем того, какие вещества обладают им. Остановимся подробнее на сути понятий морфогенетической активности и принципа ее обнаружения.

Мы будем говорить, что вещество обладает морфогенетической активностью, если кратковременное введение его в организм на определенных этапах развития так влияет на последующее развитие, что выводит организм на иную, достаточно стабильную траекторию. Современной науке сравнительно мало известно о морфогенетической активности веществ. Для многих сотен веществ исследовалась канцерогенная и тератогенная активности. Намного меньше известно о морфогенетических активностях. К их числу относятся прежде всего природные регуляторы — гормоны, коферменты и т. д.

Проявление морфогенетической активности вещества зависит от периода онтогенеза и от состояния всего организма, его систем или ткани-мишени. Введение того же вещества в другой период развития организма, находящегося в ином состоянии, либо не приводит ни к какому эффекту, либо вызывает противоположный или совсем другой эффект.

Например, вводить витамин D после окостенения скелета практически бесполезно. Добавление в диету иода совершеннолетним, росшим в условиях жестокой нехватки этого элемента, не излечит от кретинизма.

В АСК можно определять сравнительно быстрые (часовые) реакции тест-объектов.


«Биологически активные вещества»,
Г.М.Баренбойм, А.Г.Маленков



Моделирование состояний — задача, которую для большинства случаев еще предстоит решать. Только АСК ХС обладает достаточной производительностью, чтобы установить характер и степень адекватности состояний модели in vitro и состояний in vivo в отношении большого массива ХС. Поэтому мы вынуждены ограничиться пока лишь кратким упоминанием основных способов создания моделей состояний. Первый способ состоит в том, что…

2- й пример. Пусть энергетика клетки является той системой, которую требуется представить параметрически. Набор состояний порожден в ходе морфогенетических процессов (нормальных и патологических) на основе, например, ткани печени. Самой экономной (а именно к наиболее экономному, но полному представлению всегда и следует стремиться) системой параметров будет в этом случае, вероятно, следующая: отношение активности суммарной гексокиназы к…

Рассмотрим на примерах, как можно определить систему представительных характеристик и параметров для спектра состояний и моделировать эти состояния: 1-й пример. Пусть межклеточный контакт является той биофизической системой, которую надо описать параметрически. Пусть объектами являются эпителиальные ткани лабораторных животных (или человека) во всем их разнообразии, порождаемом морфогенетическими, физиологическими и генетико-популяционными процессами. В качестве основной характеристики межклеточного…

Активность этого фермента существенно детерминируется генетически. В распределении популяции людей по активности этого фермента существуют два максимума, соответствующие низкой и высокой активности фермента; это можно рассматривать как отражение «генетически определенных состояний». Определив у ХС способность образовывать комплексы с медью, можно предсказать опасность того, что при длительном употреблении этот препарат может вызвать лекарственную волчанку у лиц…

Учет всех подобных особенностей реакций организма на ХС с определенным видом активности в зависимости от состояния, даже в форме вероятностного предсказания, имеет очень большое практическое значение. Такое предсказание может сделать гораздо более содержательными и одновременно дешевыми последующие испытания на животных, более безопасными клинические испытания и дальнейшее клиническое использование. Вместе с тем очевидно, что в общем…