Kosmískur brandari sem hefur vísindamennina rúllað í ganginum
Það er „hlutur“ sem ég á við Alheimshúmor, aðrir geta vísað til þess sem Kosmískur brandari. Það hafa verið tímar í öllu okkar lífi þegar við héldum að við vissum nákvæmlega hvernig einhver atburður eða atvik átti eftir að verða. Við gætum verið svo sannfærð um að við „vissum“ hvað myndi gerast, að við hefðum veðjað fjölskyldubúinu og eldhúsvaskinum á niðurstöðu atburðarins. Það er á svona augnablikum þegar alheimurinn kemur okkur á óvart með því að taka vinstri beygju í stað hægri.
Þó að slík atburðarás geti í flestum tilfellum kallað fram reiði, vonbrigði eða vonbrigði, þá svara ég venjulega með því að hrista höfuðið í mikilli ótta við hið ranga eðli Húmors alheimsins. Hér hélt ég að ég vissi nákvæmlega hvernig hlutirnir myndu verða og finn mig svo undrandi, vindurinn sló úr mér. Í undrun verð ég að endurskoða og endurskoða þær skoðanir sem ég hélt og leiddu mig að gallaðri niðurstöðu minni.
Þegar Alheimshúmor lendir í einstaklingi, viðurkenning á undraverðum skorti á meðvitund getur vakið mikla breytingu á lífi hans. Á einstökum vettvangi verður hver að endurskoða eigin viðhorf til að mæta óvæntum athugunum.
Hins vegar er gangur mannkynssögunnar gerbreyttur þegar Alheimshúmor grafa undan „kjarnatrú“ sem er hluti af stofni alls samfélagsins. Hugleiddu hvernig gangur mannkynssögunnar breyttist þegar trúin um að heimurinn væri flatur var mótmælt vegna umferðar heimsins.
Árið 1893 varaði formaður eðlisfræðinnar við Harvard háskóla við nemendum að ekki væri þörf á viðbótar doktorsgráðu á sviði eðlisfræði. Hann hrósaði sér af því að vísindin hefðu staðfest þá staðreynd að alheimurinn væri málvél, sem samanstóð af líkamlegum, óskiptanlegum atómum sem að fullu hlýddu lögum Newtonian Mechanics. Þar sem öll lýsandi lögmál eðlisfræðinnar voru „þekkt“ yrði framtíð eðlisfræðinnar vísað til fínni og fínni mælinga.
Tveimur árum seinna var hugtakinu Newtonian um efni sem einungis varðar efni fellt með uppgötvun agna í undirgeislum, röntgenmyndum og geislavirkni. Innan tíu ára þurftu eðlisfræðingar að fleygja grundvallar trú sinni á efnislegan alheim þar sem viðurkennt var að alheimurinn væri í raun úr orku þar sem aflfræði fylgdi lögum skammtafræðinnar. Þessi litli hluti af Alheimshúmor breytti verulega siðmenningunni og fór með okkur frá gufuvélum í eldflaugaskip, úr símskeyti í tölvur.
Jæja ... kosmíska prakkarinn er kominn aftur!
Eins og það hefur gert nokkrum sinnum áður hefur þessi tjáning á Alheimshúmor styður grunn grundvallar trú sem hefðbundin vísindi hafa. Grínið felst í niðurstöðum The Human Genome Project. Við höfum ekki einbeitt okkur að raunverulegri „merkingu“ niðurstaðna í allri hoopinu yfir raðgreiningu erfðafræðilegra kóða og að verða upptekinn af ljómandi tæknilegum árangri.
Ein mikilvægasta og grundvallaratriðin í hefðbundinni líffræði er að eiginleikar og eðli lífvera er „stjórnað“ af genum þeirra. Þessi trú liggur í hugtakinu erfðafræðileg ákvörðun, hið hefðbundna dogma sem gefin er í nánast öllum kennslubókum og líffræðinámskeiðum. Hvernig tekst genum að „stjórna“ lífinu? Það er byggt á hugmyndinni um að gen komi sjálf upp, sem þýðir að þau geta „kveikt og slökkt á sér“. Sjálfgerðar gen myndu sjá fyrir tölvulíkum forritum sem stjórna lífveru uppbyggingu og virkni. Samkvæmt því felur trú okkar á erfðafræðilegri ákvörðun í sér að „flækjustig“ (þróunarstig) lífveru væri í réttu hlutfalli við fjölda gena sem hún hafði.
Áður en erfðamengisverkefni manna fór af stað höfðu vísindamenn áætlað að flækjustig manna myndi krefjast erfðamengis umfram 100,000 gen. Gen eru fyrst og fremst teikningar sem kóða efnafræðilega uppbyggingu próteina, sameinda „hlutana“ sem samanstanda af frumunni. Talið var að það væri eitt gen til að kóða fyrir hvert af 70,000 til 90,000 próteinum sem mynda líkama okkar.
Auk próteinkóðunargena inniheldur fruman gen sem ákvarða eðli lífveru með því að „stjórna“ virkni annarra gena. Gen sem „forrita“ tjáningu annarra gena eru kölluð eftirlitsgen. Regluleg gen kóða upplýsingar um flókin líkamleg mynstur sem sjá fyrir sérstökum líffærafræðum, sem tákna uppbyggingu sem einkennir hverja frumugerð (vöðva á móti beinum) eða lífveru (simpans frá manni). Að auki er undirhópur eftirlitsgena tengdur við „stjórn“ á sérstökum hegðunarmynstri. Regluleg gen skipuleggja virkni margra gena þar sem aðgerðir stuðla sameiginlega að tjáningu slíkra eiginleika sem vitundar, tilfinninga og greindar. Talið var að meira en 30,000 eftirlitsgen væru í erfðamengi mannsins.
Þegar miðað er við lágmarksfjölda gena sem þarf til að búa til mann: við myndum byrja með grunntölu yfir 70,000 gena, eitt fyrir hvert af yfir 70,000 próteinum sem finnast í manni. Síðan tökum við með fjölda reglugerða gena sem þarf til að sjá fyrir því hversu flókið mynstur kemur fram í líffærafræði okkar, lífeðlisfræði og hegðun. Leyfir að gera fjölda manna erfða að samtals jafnvel 100,000, með því að fela lægsta fjölda 30,000 eftirlitsgena.
Tilbúinn fyrir Cosmic brandarann? Niðurstöður erfðamengisverkefnisins leiða í ljós að aðeins eru um 34,000 gen í erfðamengi mannsins. Tveir þriðju af genunum sem búist er við eru ekki til! Hvernig getum við gert grein fyrir því hversu erfðafræðilega stjórnað manneskja er flókin þegar ekki einu sinni eru til gen til að kóða bara fyrir próteinin?
Niðrandi fyrir dogma trúar okkar á erfðaákvörðun er sú staðreynd að það er ekki mikill munur á heildarfjölda gena sem finnast í mönnum og þeirra sem finnast í frumstæðum lífverum sem búa á jörðinni. Nýlega lauk líffræðingum við að kortleggja erfðamengi tveggja mest rannsökuðu dýralíkana í erfðarannsóknum, ávaxtaflugunnar og smásjáorma (Caenorhabditis elegans).
Frumormurinn Caenorhabditis ormur þjónar sem fullkomið fyrirmynd til að rannsaka hlutverk gena í þroska og hegðun. Þessi ört vaxandi og endurskapandi frumstæða lífvera hefur nákvæmlega mynstraðan líkama sem samanstendur af nákvæmlega 969 frumum, einfaldur heili með um það bil 302 raðaðri frumum, það tjáir einstaka efnisskrá hegðunar og síðast en ekki síst, það er unnt fyrir erfðatilraunir. Caenorhabditis erfðamengið samanstendur af yfir 18,000 genum. 50+ trilljón klefa mannslíkaminn hefur erfðamengi með aðeins 15,000 fleiri gen en lítillátur, hrygglaus, smásjá hringormur.
Augljóslega endurspeglast flækjustig lífvera ekki í flóknum genum þess. Til dæmis var erfðamengi ávaxtaflugunnar nýlega skilgreint þannig að það samanstóð af 13,000 genum. Auga ávaxtaflugunnar samanstendur af fleiri frumum en finnast í öllum ormum Caenorhabditis. Djúplega flóknari í uppbyggingu og hegðun en smásjá hringormurinn, ávaxtaflugan hefur 5000 færri gen !!
Mann erfðamengisverkefnið var alþjóðlegt átak sem helgað var að ráða erfðafræðilega kóða mannsins. Talið var að fullbúin teikning manna myndi veita vísindunum allar nauðsynlegar upplýsingar til að „lækna“ alla sjúkdóma mannkynsins. Ennfremur var gert ráð fyrir því að vitund um erfðakóðaaðferð manna myndi gera vísindamönnum kleift að búa til Mozart eða annan Einstein.
„Erfiðleikinn“ erfðamengisins leiðir í samræmi við væntingar okkar leiðir í ljós að væntingar okkar um líffræði „virka“ byggja greinilega á röngum forsendum eða upplýsingum. „Trú“ okkar á hugtakinu erfðafræðileg determinismi er í grundvallaratriðum ... gölluð! Við getum ekki sannarlega eignað persónunni í lífi okkar sem afleiðingu erfðafræðilegrar „forritunar“. Niðurstöður erfðamengisins neyða okkur til að endurskoða spurninguna: „Hvaðan öðlumst við líffræðilega flækjustig okkar?“
Í athugasemd við óvæntar niðurstöður rannsóknar Human Genome, fjallaði David Baltimore, einn áberandi erfðafræðingur heims og Nóbelsverðlaunahafi, um þetta flækjustig:
„En nema erfðamengi mannsins innihaldi mikið af genum sem eru ógegnsæ fyrir tölvur okkar, þá er það ljóst að við öðlumst ekki tvímælalaust flækjustig okkar yfir ormum og plöntum með því að nota fleiri gen. Að skilja hvað gefur okkur flækjustig okkar - gífurlega atferlisskrá okkar, getu til að framleiða meðvitaða aðgerð, merkilega líkamlega samhæfingu, nákvæmlega stilltar breytingar til að bregðast við ytri breytingum á umhverfinu, námi, minni ... þarf ég að halda áfram? - er áfram áskorun fyrir framtíð. “ (Náttúra 409: 816, 2001)
Vísindamenn hafa stöðugt haldið því fram að líffræðileg örlög okkar séu skrifuð í genum okkar. Andspænis þeirri trú, skopar alheimurinn okkur með kosmískum brandara: „Stjórn“ lífsins er ekki í genunum. Auðvitað er athyglisverðasta afleiðingin af niðurstöðum verkefnisins að við verðum nú að horfast í augu við þá „áskorun til framtíðar“ sem Baltimore vísaði til. Hvað „stýrir“ líffræði okkar, ef ekki genin?
Undanfarin ár hefur áhersla vísinda og fjölmiðla á „kraft“ erfða skyggt á ljómandi verk margra líffræðinga sem sýna opinberlega annan skilning á tjáningu lífvera. Það sem kemur fram í fremstu röð frumuvísindanna er viðurkenningin á því að umhverfið og nánar tiltekið skynjun okkar á umhverfinu stýrir beint hegðun okkar og genavirkni.
Sameindakerfi þar sem dýr, frá einstökum frumum til manna, bregðast við áreiti umhverfis og virkja viðeigandi lífeðlisfræðileg og hegðunarleg viðbrögð hafa nýlega verið greind. Frumur nýta sér þessa aðferð til að „laga“ uppbyggingu sína og virkni til að mæta síbreytilegum umhverfiskröfum. Aðlögunarferlið er miðlað af frumuhimnu (húð frumunnar), sem þjónar sem ígildi „heila“ frumunnar. Frumuhimnur þekkja umhverfis „merki“ með virkni viðtaka próteina. Viðtakar þekkja bæði líkamleg (td efni, jónir) og orkumikil (td rafsegulsvið, skalastig) merki.
Umhverfismerki „virkja“ viðtaka prótein sem valda því að þau bindast við viðbótar áhrifaprótein. Effector prótein eru „rofar“ sem stjórna hegðun frumunnar. Viðtakaprótein veitir frumunni vitund með líkamlegri tilfinningu. Samkvæmt ströngri skilgreiningu tákna þessar himnupróteinfléttur sameindareiningar skynjunar. Þessar skynjunar sameindir himna stjórna einnig umritun gena (kveikja og slökkva á genaprógrömmum) og hafa nýlega verið tengd aðlögunarhæfum stökkbreytingum (erfðabreytingar sem endurskrifa DNA kóðann til að bregðast við streitu).
Frumuhimnan er byggingarfræðilegt og hagnýtt homologue (jafngildi) tölvuflís, en kjarninn táknar les-skrifa harðan disk sem er hlaðinn erfðaforritum. Líffæraþróun, sem stafar af fjölgun himnuskynningseininga, væri gerð með líkamsfrumufræði. Ítrekað beinbrotamynstur gerir krossvísun á uppbyggingu og virkni meðal þriggja líffræðilegra skipulags: fruman, fjölfrumulífveran og samfélagsþróun. Í gegnum beinstærðfræði er okkur veitt dýrmæt innsýn í fortíð og framtíð þróunar.
Umhverfið stjórnar með skynjuninni hegðun, genavirkni og jafnvel endurritun erfðakóðans. Frumur „læra“ (þróast) með því að búa til ný skynjunarprótein til að bregðast við nýrri umhverfisreynslu. „Lærðar“ skynjanir, sérstaklega þær sem fengnar eru af óbeinni reynslu (td foreldra-, jafningja- og fræðimenntun), geta byggst á röngum upplýsingum eða gölluðum túlkunum. Þar sem þær geta verið „sannar“ eða ekki, eru skynjanir í raunveruleikatrú!
Nýja vísindalega þekkingin okkar er að hverfa til fornrar vitundar um mátt trúarinnar. Trú er sannarlega öflug ... hvort sem hún er sönn eða röng. Þó að við höfum alltaf heyrt um „kraft jákvæðrar hugsunar“, þá er vandamálið neikvæð hugsun jafn öflug, þó í „öfuga“ átt. Vandamál sem lenda í heilsu og við að þróast í lífi okkar eru almennt tengd „misskilningi“ sem við fengum í námsreynslu okkar. Sá dásamlegi hluti sögunnar er að hægt er að endurlesa skynjun! Við getum mótað líf okkar að endurmennta meðvitund okkar. Þetta er spegilmynd aldurslausrar visku sem hefur borist okkur og er nú viðurkennd í frumulíffræði.
Skilningur á nýlýstum frumueftirlitsaðferðum mun valda jafn djúpri breytingu á líffræðilegri trú og skammtabyltingin sem stafar af eðlisfræði. Styrkur nýju líffræðilegu líkansins er að sameina grunnheimspeki hefðbundinna lækninga, viðbótarlækninga og andlegrar lækningar.