Основы молекулярной биологии! | «Биомаркер»

Как хорошо, просто и радостно было верить в основы молекулярной биологии!

Основы молекулярной биологии говорят о том, что любая биологическая система, любой организм – это неделимое целое, а не просто сумма его частей. Изучение таких систем требует комплексного подхода, но сегодня в моде редукционизм, низводящий их до молекулярных составляющих. Это – тормоз в развитии биологии и медицины, поскольку он нередко задает ложные векторы развития. К примеру, даже зная всю структуру генома конкретного человека, мы никогда не сможем сказать наверняка – заболеет ли он гипертонией или диабетом, или нет. Поломки единичных генов редко проявляются в виде болезней: если какой-то ген необратимо поврежден и не выдает нужный «продукт», то компенсаторно повышается экспрессия генов, связанных с альтернативными путями синтеза, и организм почти всегда будет обеспечен всем необходимым. Другими словами, любая сложная биологическая система, включая геном, работает как оркестр, но как подойти к изучению такого «оркестра», пока не знает никто.

 

Целое больше суммы своих частей.
Аристотель, «Метафизика»

 

Поздним вечером пьяный человек шарит под фонарем в поисках потерянных ключей. На вопрос подошедшего полицейского «A где ты их потерял?» пьяный машет в темноту: где-то там, в парке, но там ничего не видно! Этот детский анекдот вспоминается, как только речь заходит о молекулярной биологии, «которая все наши беды, хвори и прочие несовершенства скоро устранит. И тогда мы будем жить сотни или тысячи лет! Потому, что старость – это болезнь, которую надо научиться лечить» (из разговора с одним специалистом из Физтеха). Мне кажется, что для многих интересующихся Life Sciences физиков очень типична подобная лирика. Попробуем немного изучить это и основы молекулярной биологии.

 

 

Около 400 лет назад Рене Декарт, восхищавшийся сложными башенными часами, которые разыгрывали замысловатые театрализованные действа, предположил, что функционирование живых существ принципиально не отличается от работы чудесных часов. Это казалось логичным: уж если искусный мастер-часовщик способен сделать удивительные часы-театр, что говорить об ином Всемогущем Создателе, с его безграничными возможностями творения и комбинирования «шестеренок» любых форм и размеров. Чтобы создавать из них муравьев, слонов и весь прочий летающий и прыгающий, размножающийся и играющий, пожирающий друг друга живой мир.

 

Но сегодня мы весьма нелестно отзываемся о картезианском механицизме. И почему-то не замечаем, что в своих попытках описать основы молекулярной биологии, принципы и механизмы, лежащие в основе жизнедеятельности живых существ – от развития плода до рассудочной деятельности человека, на основе межмолекулярных взаимодействий, мы недалеко ушли от классического механицизма XVII в. А все наши достижения свелись к замене механических «рычажков и колесиков» Декарта «колесиками» молекулярными, что едва ли можно рассматривать как кардинальное отличие…

 


 

В Новое время Рене Декарт стал первым последовательным выразителем редукционистского подхода к миру, продолжив традицию античного философа Демокрита. Вверху – рисунок из «Трактата о человеке» Р. Декарта, посвященный функции шишковидной железы. Public Domain

 

Редукционизм, т. е. тот же все упрощающий механицизм, но в современном обличии, сегодня претендует на объяснение любых биологических феноменов в молекулярных терминах. Свидетельством того, что редукционизм мало пригоден для понимания биологических процессов в норме и патологии, являются, к примеру, такие парадоксы, как:

 

• неожиданно малый практический (медицинский) выход от вполне успешного завершения картирования генома человека, не сопоставимый с исходными ожиданиями;
• сохранение роста заболеваемости раком и почти того же уровня смертности, что и полвека назад, несмотря на накопление огромных массивов аналитических данных о молекулярно-генетических особенностях злокачественных опухолей, ежегодные миллиардные вложения в фундаментальные исследования этой болезни и создание все новых (не очень эффективных) противораковых препаратов (Varmus, 2006);
• отсутствие революционных прорывов в понимании высших функций мозга в норме и патологии на фоне очевидных успехов аналитической нейробиологии.

 

Так почему же дела в биологии и медицине обстоят именно таким образом?
Возьмем, для примера, индивидуальный геном. Большинству специалистов очевидно, пусть это и не признается вслух, что геном функционирует как Единое Целое. Никакие гены никогда не работают автономно. Геном приобретает качественно новые свойства по сравнению с интегрированными в него генами и соотносится с ними примерно так же, как молекула воды с образующими ее атомами водорода и кислорода. В обоих случаях «целое» качественно отлично от суммы своих составляющих и его нельзя предсказать, исходя из их свойств. Последнее назвали феноменом эмерджентности.

 

Как часть генома, все гены постоянно модулируют (повышают, понижают, компенсируют) активность своих близких и дальних соседей в зависимости от вызовов меняющейся среды. Метафорически геном можно уподобить удивительно слаженному оркестру, без отдыха и перерывов исполняющему чудесную симфонию нашей жизни на протяжении отпущенного нам срока. Только Оркестр есть реальность, только его можно рассматривать как Целое. А отдельные скрипки, виолончели, валторны и тысячи других музыкальных инструментов являются лишь «атомами» этого оркестра, которые нельзя изъять.

 

Но предметом изучения геномики (как и транскриптомики, протеомики и прочих «омик») являются как раз отдельно взятые инструменты, а вовсе не Оркестр. Просто потому, что подходы к изучению отдельных генов многим кажутся понятными, а вот как подступиться к изучению генома как единой системы… под фонарем искать светлее. Тем не менее несоответствие между объектом и методологией его изучения начинает прорисовываться все более зримо, несмотря на мощное противодействие генетическо- фармакологического лобби.

 

Остались вопросы?

Получите бесплатную консультацию от специалистов клинической лаборатории «Биомаркер».


Задайте свой вопрос 
нашему специалисту

Наши специалисты готовы ответить на вопросы. Гарантия полной анонимности.

Запишитесь на skype-
консультацию

Наши специалисты готовы ответить на вопросы онлайн. Гарантия полной конфиденциальности.

Задайте свой вопрос
нашему специалисту

Наши специалисты готовы ответить на вопросы. Гарантия полной анонимности.

Запросить обратный
звонок

Для уточнения деталей по вопросам сдачи анализов звоните +7 (985) 833-85-25 или оставьте номер ниже и мы наберем вас

ok
Спасибо!

Наши специалисты в ближайшее время
рассмотрят Вашу заявку и свяжутся для
уточнения деталей.