"Visuomenei dažnai pateikiamas požiūris į biologiją yra pernelyg supaprastintas ir pasenęs. Mokslininkai turi ištaisyti pasakojimą, teigiama naujoje knygoje.
Kaip veikia gyvybė: naujosios biologijos vartotojo vadovas. Philipas Ballas, Pan Macmillan (2024)
Mokslininkai per ilgai buvo patenkinti tingiomis gyvų sistemų, veikiančių tiesiog, kaip mašinos, metafora, rašo mokslo rašytojas Philipas Ballas knygoje: Kaip veikia gyvybė. Vis dėlto svarbu būti atviriems apie biologijos sudėtingumą, įskaitant tai, ko mes nežinome, nes visuomenės supratimas turi įtakos politikai, sveikatos priežiūrai ir pasitikėjimui mokslu. „Kol mes tvirtiname, kad ląstelės yra kompiuteriai, o genai yra jų kodas“, – rašo Ballas, gyvenimas taip pat gali būti „pabarstytas nematoma magija“. Tačiau realybė „kur kas įdomesnė ir nuostabesnė“, kaip jis paaiškina šiame privalomame perskaitytame vartotojo vadove, skirtame biologams ir nebiologams.
Kai 2001 m. buvo sekvenuotas žmogaus genomas, daugelis manė, kad tai bus „instrukcijų vadovas“ visai gyvybei. Tačiau pasirodė, kad genomas nėra planas.
Tiesą sakant, dauguma genų neturi iš anksto nustatytos funkcijos, kurią būtų galima nustatyti pagal jų DNR seką.
Vietoj to, genų aktyvumas – ar, pavyzdžiui, išreikštas ar ne, arba jų koduojamo baltymo ilgis – priklauso nuo daugybės išorinių veiksnių – nuo mitybos iki aplinkos, kurioje vystosi organizmas.
Ir kiekvieną požymį gali paveikti daugybė genų. Pavyzdžiui, nustatyta, kad beveik 300 genų mutacijos rodo riziką, kad žmogus susirgs šizofrenija.
Todėl labai supaprastinama, pažymi Ball, teigti, kad genai sukelia šią savybę ar ligą. Realybė tokia, kad organizmai yra labai atsparūs, o tam tikra funkcija dažnai gali būti atliekama, net pašalinus pagrindinius genus. Pavyzdžiui, nors HCN4 genas koduoja baltymą, kuris veikia, kaip pagrindinis širdies stimuliatorius, širdis išlaiko jos ritmą, net jei šis genas yra mutavęs.
Kita metafora, kurią Ballas kritikuoja, yra ta, kad baltymas, turintis fiksuotą formą, jungiasi su savo taikiniu, panašiai į tai, kaip raktas telpa į spyną. Jis pažymi, kad daugelis baltymų turi netvarkingus domenus - dalis, kurių forma nėra fiksuota, bet nuolat keičiasi.
Šis „neaiškumas ir netikslumas“ nėra aplaidus dizainas, o esminis baltymų sąveikos bruožas. Dėl netvarkos baltymai tampa „įvairiapusiais komunikatoriais“, galinčiais greitai reaguoti į pokyčius ląstelėje, prisijungti prie skirtingų partnerių ir perduoti skirtingus signalus, priklausomai nuo aplinkybių. Pavyzdžiui, baltymas akonitazė gali pereiti nuo metabolizuojančio cukrų prie geležies patekimo į raudonuosius kraujo kūnelius, kai geležies trūksta.
Beveik 70% baltymų domenų gali būti netvarkingi.
Reikėtų suabejoti ir klasikinėmis evoliucijos pažiūromis. Evoliucija dažnai vertinama, kaip „lėtas reikalas, leidžiantis atsitiktinėms mutacijoms pakeisti vieną aminorūgštį kita ir pamatyti, kokį poveikį ji sukelia“. Tačiau iš tikrųjų baltymai paprastai susideda iš kelių sekcijų, vadinamų moduliais – šių modulių pertvarkymas, kopijavimas ir derinimas yra įprastas būdas gaminti naudingą naują baltymą.
Vėliau knygoje Ballas grumiasi su filosofiniu klausimu, kas daro organizmą gyvą. Agentūra – organizmo gebėjimas pakeisti save ar savo aplinką, kad būtų pasiektas tikslas – yra pagrindinis autoriaus dėmesys. Jis teigia, kad tokia agentūra yra priskiriama ištisiems organizmams, o ne tik jų genomams. Genai, baltymai ir procesai, tokie, kaip evoliucija, neturi tikslų, bet žmogus tikrai turi. Taip pat, augalai ir bakterijos, paprastesniais lygmenimis – bakterija gali išvengti kai kurių dirgiklių ir, pavyzdžiui, būti patraukta prie kitų.
Tokiu būdu genomo nuvertimas prieštarauja dabartiniam mąstymui apie biologiją, ir aš manau, kad tokio iššūkio labai reikia.
Ballas nėra vienintelis, raginantis drastiškai permąstyti, kaip mokslininkai diskutuoja apie biologiją. Pastaraisiais metais buvo gausu publikacijų šia tema, kurias parašėme aš ir kiti. Visi aprašo priežastis, kodėl reikia iš naujo apibrėžti, ką daro genai. Visi pabrėžia fiziologinius procesus, kuriais organizmai kontroliuoja savo genomus. Ir visi teigia, kad agentūra ir tikslas yra galutiniai gyvenimo ypatumai, kurie buvo nepastebėti įprastiniuose, į genus orientuotuose biologijos požiūriuose.
Šis veiklos pliūpsnis reiškia nusivylusią mintį, kad „atėjo laikas tapti nekantriems senam požiūriui“, kaip sako Ballas. Vien genetika negali mums padėti suprasti ir gydyti daugelio ligų, kurios sukelia didžiausią sveikatos priežiūros naštą, pavyzdžiui, šizofrenija, širdies ir kraujagyslių ligos bei vėžys. Autorius pažymi, kad šios sąlygos yra iš esmės fiziologinės – nepaisant genetinių komponentų, jas vis dėlto sukelia ląstelių procesai, vykstantys netinkamai. Šiuos holistinius procesus turime suprasti, jei norime rasti vaistų.
Galiausiai Ballas daro išvadą, kad „esame gilaus permąstymo pradžioje, kaip veikia gyvybė“. Mano nuomone, pradžia čia yra pagrindinis žodis. Mokslininkai turi pasirūpinti, kad seno dogmų rinkinio nepakeistų nauju. Laikas nustoti apsimetinėti, duoti ar paimti keletą smulkmenų, mes žinome, kaip veikia gyvybė. Vietoj to turime leisti mūsų idėjoms vystytis, nes ateinančiais dešimtmečiais bus padaryta daugiau atradimų. Sėdėti nežinomybėje ir stengtis padaryti tuos atradimus bus didžiulė XXI amžiaus biologijos užduotis." [1]
1. Nature 626, 254-255 (2024) By Denis Noble
Komentarų nėra:
Rašyti komentarą