Космо Мирного. Заметка 21. Память в биологии

КОСМОБИОЛОГИЯ МИРНОГО

Заметка 21. Память в сети: позиция, а не масса

Протеомные позиции носителей ферментной петли по данным PaxDb 5.0

Автор: О. Мирный-Бородин

AI-помощник Алиса (Яндекс) — сбор и обработка данных
Официальный препринт на Zenodo: https://doi.org/10.5281/zenodo.24083272

Эпиграф серии:
«Сама жизнь есть медленная петля на быстрых носителях.» Теперь с единицами измерения.

АННОТАЦИЯ

В заметке 20 [5] показано, что справочник SABIO-RK хранит константы медленной (гистерезисной) памяти ферментов под нейтральными именами, не содержа термина для самого явления. Настоящая работа добавляет второе измерение: протеомную позицию носителей петли.

По интегрированным датасетам PaxDb 5.0 (печень человека, покрытие 81%, n = 15891; печень крысы, покрытие 36%, n = 7972) показано: DHFR (6.28 ppm, ранг 4587) и TYMS (0.78 ppm, ранг 8065) — носители петли — лежат в дальнем хвосте распределения, занимая доли процента массы протеома. В то же время их соседи по фолатному циклу, SHMT1 (1368 ppm) и MTHFD1 (1049 ppm), находятся в верхнем одном проценте масс.

Цикл работает на полной мощности, а его медленное звено исчезающе редко: редкий носитель с долгой памятью задает временную динамику сети. Память в сети держится не массой, а позицией.

ДАННЫЕ И МЕТОД

Датасеты PaxDb 5.0: H.sapiens - Liver (Integrated), id 3470532802, интеграция 13 датасетов, покрытие 81%; R.norvegicus - Liver (Integrated), id 2065533075, интеграция двух датасетов (веса 0.909 и 0.091), покрытие 36%. Единицы ppm (parts per million) по массе протеома. Ранг белка — позиция по убыванию обилия. Поиск носителей производился по генному имени и UniProt-идентификатору.

ЭЛИТА МАССЫ: КТО НА САМОМ ДЕЛЕ БОГАТ

Массовая элита протеома печени человека (Топ-15) — это транспортные системы и метаболизм этанола: гемоглобины HBB (16161 ppm) и HBA, белок FABP1 (13527 ppm), алкогольдегидрогеназы ADH1B/ADH1C/ADH4/ADH1A, а также сывороточный альбумин ALB (10694 ppm) и альдолаза ALDOB (12005 ppm). Ни один реальный носитель петли памяти в эту элиту не входит. Память живет в совершенно другом конце списка.

ПЕЧЕНЬ: КОЛИЧЕСТВЕННО-ВРЕМЕННАЯ МАТРИЦА СКРЫТОЙ ПАМЯТИ

[Таблица 1. Позиции и временные константы носителей]

Фермент Человек, печень (9606) Крыса, печень (10116) тау памяти (Временное)
DHFR 6.28 ppm — ранг 4587 455 ppm — ранг 389 4.5 мин
(носитель 1989) (топ 29%) (топ 4.9%) (медленное связывание)
-------------------- ------------------------- ------------------------ ------------------------
PKLR 589 ppm — ранг 360 979 ppm — ранг 172 12.5 с


(топ 2.3%) (топ 2.2%) (двухфазная кинетика)
TYMS 0.78 ppm — ранг 8065 отсутствует
(запись 56677!) (топ 51%) в датасете
-------------------- ------------------------- ------------------------
SHMT1 / MTHFD1 1368 / 1049 ppm 310 / 260 ppm
(соседи по циклу) топ ~1% топ 5–8%
-------------------- ------------------------- ------------------------
TPI1 2323 ppm — ранг 61 495 ppm
(тиозофосфатизом.) (топ 0.4%) топ 4.6%

ТРИ ГЛАВНЫХ ВЫВОДА ИЗ МАТРИЦЫ ЧИСЕЛ:

Первый — главный. Носитель памяти в протеоме почти невидим.

Человеческий DHFR — 6.28 ppm, то есть около 0.001% массы протеома печени, ранг за 4500-м. Тимидилат-синтаза (TYMS) — и вовсе 0.78 ppm, на самой границе детекции. Фермент, у которого для записи 56677 зафиксировано удержание тау = 4.5 минуты, в печени взрослого человека практически не живет (печень не делится — тимидилат не нужен, биология сходится идеально). При этом его соседи по фолатному циклу (SHMT1 и MTHFD1) входят в верхний один процент. То есть метаболический конвейер запущен на полную мощность, а его «тормозящее», удерживающее память звено — исчезающе редкое. Память в сети держится не массой, а позицией.

Второй — контраст «ложного следа».

Гликолитический фермент TPI1 (триозофосфатизомераза) — тот самый «ложный след» из переписи — занимает в печени человека почетное 61-е место и по массе богаче DHFR в 380 раз! Поверхностный взгляд путает массовые носители с регулирующими. Перепись и PaxDb рассказали одну историю с двух сторон: биологический словарь путает редкое с массовым, и сам протеом — точно так же.
Третий — честная строка верификации.

Крысиный Dhfr (455 ppm) на бумаге вышел в 76 раз выше человеческого. Это либо реальная межвидовая адаптация, либо артефакт интеграции методов: у крысы покрытие протеома составляет всего 36% против 81% у человека, а сама интеграция держится всего на двух датасетах с критическими весами (0.909 и 0.091). Межвидовое соотношение следует рассматривать с осторожностью — человеческие числа на порядок надежнее. При этом маркеры печени сходны: Fabp1 удерживает лидерство у обоих видов (1-е место у крысы с 33967 ppm, 2-е у человека с 13527 ppm).

ДВА ИЗМЕРЕНИЯ ПАМЯТИ: СКЛЕЙКА КОНСТАНТ И РАСПРЕДЕЛЕНИЯ

Линейное отображение распределения преподнесло авторам невольный художественный и научный триумф: столбик человеческого DHFR на линейной шкале масс просто физически исчезает, его не видно. Ранг 4587 подписан, а столбика нет. Это наглядный тезис заметки, нарисованный самой природой данных: носитель памяти стирается на шкале масс.

Формула склейки одна: носитель, занимающий микроскопическую долю процента массы сети, полностью определяет ее временную динамику на масштабе минут.
• тау = 4.5 минуты (запись 56677) при 0.78 ppm (TYMS) — самый редкий и скрытый узел метаболической памяти.
• тау = 13–26 секунд (записи 57339/57340) при 6.28 ppm (DHFR).

БИОСРЕДА: ОТ ПРОТО-КЛЕТКИ ДО НАШИХ ДНЕЙ

Редкий носитель с долгой памятью — это фундаментальная конфигурация среды, не требующая на ранних этапах ни развитого генетического аппарата, ни клетки как таковой. Достаточно двух термодинамических состояний и разных скоростей перехода между ними. В прото-клетке не было куратора с выпадающим списком ферментов — физический переход просто существовал.
Культура и наука могут переименовывать или прятать это явление, но среда — нет. Память как физико-химическое свойство среды старше самой жизни, и вся дисциплина благодаря этому получает осязаемую предысторию длиной около 4 миллиардов лет.

МЕТОДОЛОГИЧЕСКАЯ РАМКА И ЧЕСТНАЯ СТРОКА

Тороидально-гистерезисная вселенная и место гистерезиса наравне с индукцией как фундаментальная основа формирования вселенной нашего типа — авторская гипотеза в рамках концепции MP2DS космодинамики и космобиологии Мирного. Настоящая работа не берется доказывать или опровергать глобальную рамку — она поставляет ей строгий, эмпирически измеренный второй слой: количественные протеомные координаты физических носителей памяти.

Честная строка исследования:
1. Термин «память» в отношении ферментных констант — авторский, а не баз данных PaxDb или SABIO-RK.
2. Константы тау измерены in vitro на гомологах паразитарных систем (T. cruzi, L. major), а не напрямую на человеческих изоформах.
3. Сопоставление времени релаксации (тау) и концентраций (ppm) — междатасетное корреляционное утверждение, а не прямой причинно-следственный эксперимент.

ЛИТЕРАТУРА:

[1] PaxDb 5.0: H.sapiens - Liver (Integrated), id 3470532802; R.norvegicus - Liver (Integrated), id 2065533075. https://pax-db.org.
[2] Заметка 19: Жизнь как первый цикл гистерезиса: первая среда, в которой медленный маятник стал наследуемым. DOI: 10.5281/zenodo.24052209.
[3] Заметка 20: Данные о структуре памяти в протобиотической среде и до наших дней: перепись скрытой гистерезисной памяти в базе данных SABIO-RK. DOI: 10.5281/zenodo.24079870.