Выснова пра ... касмічны жарт?
Вынікі праекта "Геном" паказваюць, што ў геноме чалавека ўсяго каля 34,000 XNUMX генаў. Дзве траціны чаканых генаў не існуе! Як мы можам растлумачыць складанасць генетычна кантраляванага чалавека, калі нават генаў не хапае для кадавання толькі бялкоў?
Больш зневажальным для догмы нашай веры ў генетычную дэтэрмінаванасць з'яўляецца той факт, што няма вялікай розніцы ў агульнай колькасці генаў, знойдзеных у чалавека, і генаў, якія знаходзяцца ў першабытных арганізмах, якія насяляюць планету. Нядаўна біёлагі завяршылі карціраванне геномаў дзвюх найбольш вывучаных мадэляў жывёл пры генетычных даследаваннях - пладовай мухі і мікраскапічнага аскарыды (Caenorhabditis elegans).
Прымітыўны гліст Caenorhabditis служыць ідэальнай мадэллю для вывучэння ролі генаў у развіцці і паводзінах. Гэты хутка расце і размнажаецца прымітыўны арганізм мае дакладна ўзорнае цела, якое складаецца з роўна 969 клетак, просты мозг з каля 302 упарадкаваных клетак, ён выражае унікальны рэпертуар паводзін, і самае галоўнае, ён паддаецца генетычным эксперыментам. Геном Caenorhabditis складаецца з больш чым 18,000 генаў. Чалавечае цела з 50+ трыльёнаў клетак мае геном толькі на 15,000 XNUMX генаў больш, чым мікраскапічны круглы чарвяк з нізкім, безхрыбетным.
Відавочна, што складанасць арганізмаў не адлюстроўваецца на складанасці яго генаў. Напрыклад, нядаўна быў вызначаны геном пладовай мухі, які складаецца з 13,000 генаў. Вока пладовай мухі складаецца з большай колькасці клетак, чым ва ўсім чарвяку Caenorhabditis. Значна больш складаная па сваёй структуры і паводзінах, чым мікраскапічны аскарыда, пладовая муха мае на 5000 генаў менш !!
Праект "Геном чалавека" быў глабальнай працай, прысвечанай расшыфроўцы генетычнага кода чалавека. Лічылася, што завершаны чалавечы план прадаставіць навуцы ўсю неабходную інфармацыю, каб "вылечыць" усе хваробы чалавецтва. Далей меркавалася, што ўсведамленне механізму генетычнага кода чалавека дазволіць навукоўцам стварыць Моцарта ці іншага Эйнштэйна.
"Невыкананне" вынікаў геному адпавядаць нашым чаканням паказвае, што нашы чаканні адносна таго, як "працуе" біялогія, відавочна грунтуюцца на няправільных здагадках або інфармацыі. Наша "вера" ў канцэпцыю генетычнага дэтэрмінізму ў корані ... няправільная! Мы не можам сапраўды прызнаць характар нашага жыцця наступствам генетычнага "праграмавання". Вынікі геному прымушаюць нас перагледзець пытанне: "Адкуль мы набываем біялагічную складанасць?"
У каментарыі да дзіўных вынікаў даследавання геному чалавека Дэвід Балтымор, адзін з самых вядомых генетыкаў і лаўрэат Нобелеўскай прэміі, звярнуўся да гэтай праблемы складанасці:
«Але калі чалавечы геном не ўтрымлівае шмат генаў, непразрыстых для нашых кампутараў, відавочна, што мы не набываем сваёй бясспрэчнай складанасці перад чарвякамі і раслінамі, выкарыстоўваючы больш генаў. Разуменне таго, што дае нам нашу складанасць - наш велізарны паводніцкі рэпертуар, здольнасць ажыццяўляць свядомыя дзеянні, выдатную фізічную каардынацыю, дакладна наладжаныя змены ў адказ на знешнія змены навакольнага асяроддзя, навучання, памяці ... ці трэба працягваць? - застаецца праблемай для будучыня ". (Nature 409: 816, 2001)
Навукоўцы пастаянна заяўляюць, што нашы біялагічныя лёсы запісаны ў гены. Сутыкнуўшыся з гэтай верай, Сусвет супакойвае нас касмічным жартам: "Кантроль" жыцця не ў генах. Безумоўна, самае цікавае наступства вынікаў праекта заключаецца ў тым, што зараз мы павінны сутыкнуцца з той "праблемай на будучыню", пра якую гаварыў Балтымор. Што "кантралюе" нашу біялогію, як не гены?
На працягу апошніх гадоў акцэнт навукі і прэсы на "сіле" генаў засланіў бліскучую працу многіх біёлагаў, якія раскрываюць кардынальна іншае разуменне экспрэсіі арганізма. Наперадзе ў галіне клетачнай навукі ўзнікае прызнанне таго, што навакольнае асяроддзе і, больш канкрэтна, наша ўспрыманне навакольнага асяроддзя непасрэдна кантралюе нашы паводзіны і актыўнасць генаў.
Нядаўна былі выяўлены малекулярныя механізмы, з дапамогай якіх жывёлы, ад адзінкавых клетак да чалавека, рэагуюць на раздражняльнікі навакольнага асяроддзя і актывуюць адпаведныя фізіялагічныя і паводніцкія рэакцыі. Клеткі выкарыстоўваюць гэтыя механізмы для таго, каб дынамічна "адаптаваць" сваю структуру і функцыі ў адпаведнасці з пастаянна змяняюцца патрабаваннямі навакольнага асяроддзя. Працэс адаптацыі апасродкаваны клеткавай мембранай (скурай клеткі), якая служыць эквівалентам "мозгу" клеткі. Клеткавыя мембраны распазнаюць "сігналы" навакольнага асяроддзя праз актыўнасць бялкоў-рэцэптараў. Рэцэптары распазнаюць як фізічныя (напрыклад, хімічныя рэчывы, іёны), так і энергетычныя (напрыклад, электрамагнітныя, скалярныя сілы) сігналы.
Сігналы навакольнага асяроддзя «актывуюць» рэцэптарныя бялкі, прымушаючы іх звязвацца з дадатковымі эфектарнымі вавёркамі. Эфектарныя вавёркі - гэта "перамыкачы", якія кантралююць паводзіны клеткі. Вавёркі-рэцэптары-эфектары забяспечваюць клетку інфармаванасць праз фізічныя адчуванні. Па строгім вызначэнні, гэтыя бялковыя комплексы мембраны ўяўляюць сабой малекулярныя адзінкі ўспрымання. Гэтыя малекулы мембраннага ўспрымання таксама кантралююць транскрыпцыю генаў (уключэнне і выключэнне генных праграм) і нядаўна былі звязаны з адаптыўнымі мутацыямі (генетычныя змены, якія перапісваюць ДНКкод у адказ на стрэс).
Клеткавая мембрана - гэта структурны і функцыянальны гамалог (эквівалент) камп'ютэрнага чыпа, у той час як ядро ўяўляе сабой жорсткі дыск для чытання і запісу, загружаны генетычнымі праграмамі. Арганізмавая эвалюцыя, якая ўзнікла ў выніку павелічэння колькасці адзінак успрымання мембраны, будзе мадэлявацца з выкарыстаннем фрактальнай геаметрыі. Паўторныя фрактальныя ўзоры дазваляюць зрабіць перакрыжаваную спасылку на структуру і функцыі паміж трыма ўзроўнямі біялагічнай арганізацыі: клеткай, шматклеткавым арганізмам і эвалюцыяй у грамадстве. Дзякуючы фрактальнай матэматыцы мы атрымліваем каштоўнае ўяўленне пра мінулае і будучыню эвалюцыі.
Навакольнае асяроддзе дзякуючы акту ўспрымання кантралюе паводзіны, актыўнасць генаў і нават перапісванне генетычнага кода. Клеткі "вучацца" (развіваюцца), ствараючы новыя вавёркі ўспрымання ў адказ на новы экалагічны досвед. "Дасведчаныя" ўспрыманні, асабліва тыя, што паходзяць ад непрамога досведу (напрыклад, бацькоўскай, аднагодкаў і акадэмічнай адукацыі), могуць грунтавацца на няправільнай інфармацыі або няправільнай інтэрпрэтацыі. Паколькі яны могуць быць "праўдзівымі", а могуць і не быць, успрыманне складаецца ў рэальнасці!
Нашы новыя навуковыя веды вяртаюцца да старажытнага ўсведамлення сілы веры. Перакананні сапраўды магутныя ... праўдзівыя яны ці ілжывыя. Хоць мы заўсёды чулі пра "сілу пазітыўнага мыслення", праблема ў тым, што негатыўнае мысленне гэтак жа магутнае, хоць і ў "супрацьлеглым" кірунку. Праблемы, якія ўзнікаюць у здароўі і ў развіцці нашага жыцця, як правіла, звязаны з "няправільнымі ўяўленнямі", набытымі ў нашым вопыце навучання. Цудоўная частка гісторыі заключаецца ў тым, што ўспрыманне можна перавучыць! Мы можам перайначыць сваё жыццё, перавучыўшы сваю свядомасць. Гэта адлюстраванне вечнай мудрасці, якая перадалася нам і цяпер прызнана ў клетачнай біялогіі.
Разуменне нядаўна апісаных механізмаў кіравання клеткамі выкліча гэтак жа глыбокі зрух у біялагічнай веры, як і квантавая рэвалюцыя, выкліканая ў фізіцы. Сіла новай біялагічнай мадэлі заключаецца ў тым, што яна аб'ядноўвае асноўныя філасофіі звычайнай медыцыны, дадатковай медыцыны і духоўнага лячэння.