Все знают Алана Тьюринга как отца кибернетики, ученого, во многом заложившего основы современного программирования и алгоритмики. Однако немногие наверняка знают о том, какой вклад внес Тьюринг в биологию и химию.

В своей единственной статье по биологии "Химические основы морфогенеза" Алан Тьюринг высказал новаторскую тогда идею возможности морфогенеза – процесса направленного образования организмов из единичной клетки. Эта работа постулировала наличие химических сигналов и физико-химических процессов таких как диффузия, активация и деактивация, в процессе роста клеток и организмов.

Только сейчас, 60 лет спустя, ученые Брандейского университета и Университета Питтсбурга сумели пронаблюдать явление морфогенеза в клеточных системах. 10 марта результаты их работы были описаны в статье "Proceedings of the National Academy of Sciences".

Тьюринг был первым, кто смог объяснить морфогенез с точки зрения химии. Он предположил, что клетки изменяются, принимают новые формы и создают аналоги в процессе, названном им внутриклеточной реакцией-диффузией. Согласно этой модели, химические вещества из смеси реагируют и распределяются в пространстве – диффундируют в эмбрионе. При этом химические реакции управляются ингибиторами и активаторами: для остановки и запуска процесса соответственно. Не правда ли, программная формализация? Химические реакции, распространяясь по эмбриону, создают новые формы-образцы клеток (классы).

Тьюринг описал 6 моделей клеток, по пути развития которых может следовать организм согласно этой модели.

В Университете Брайндейса Сет Фрейден, профессор физики, и Ирв Эпштейн, профессор химии, создали кольца синтетических клетко-подобных структур, содержащих ингибиторы и активаторы, для проверки модели Тьюринга на жизнеспособность. Они изучили все 6 описанных Тьюрингом образцов плюс еще один, седьмой, не описанный ученым.

Как и предполагал великий кибернетик, сходные в начале структуры изменяются, в конечном итоге в дифференцируя процессе осмоса.

Это исследование может повлиять не только на биологию как науку, но и на такие технические области как инженерия материалов. Тьюрингова модель может позволить строить биороботов любых форм и структур.

Кроме того, "это исследование подтверждает первенство Тьюринга во многих научных областях," – заявляет Фрейден. После взлома кода немецкой Энигмы, во многом способствовавшего победе Антанты, Тьюринг был изгнан британским обществом, обвиненный в гомосексуализме и подвергнутый химической кастрации. Он опубликовал свою статью за два года до самоубийства (1954). На момент смерти ему был 41 год.

вк