Zamislimo si, da bi našemu planetu nekoč v prihodnosti grozilo popolno uničenje, ki se ga ne bi dalo preprečiti. Predvidimo tudi, da bi takrat znanost že tako napredovala, da bi lahko v zelo kratkem času prebrali genom katerega koli živega bitja. Bi bilo za ohranitev življenja in njegovo selitev na kak drug planet dovolj, da bi ljudje izdelali nekakšno digitalno Noetovo barko, v kateri bi zbrali genome čim več različnih živih bitij z Zemlje?
Smo res sužnji genov?
Odgovor na vprašanje je seveda ne! Zgolj poznavanje genoma nekega živega bitja nikakor ni dovolj, da bi ga lahko znova obudili v življenje na kakem oddaljenem planetu. Za kaj takega bi bilo potrebnih še veliko drugih informacij, ki niso zapisane v genih, a so ključnega pomena za vnovično stvaritev življenja, kot ga poznamo na našem planetu.
V zadnjih letih se je v javnosti ustvarilo napačno mnenje, da so zgolj geni tisti, ki imajo popolno oblast nad živimi bitji. Mediji so nekaj let kar tekmovali, kdo bo prej sporočil, da so odkrili »gen za X«, pri čemer je bil ta X lahko skoraj kar koli: od spolne usmerjenosti do nadarjenosti za glasbo in podobno. Močno se je prijela tudi metafora »sebičnih genov«, nekakšnih osnovnih graditeljev živega sveta, ki med seboj tekmujejo za preživetje. Organizmi smo po tej prispodobi le nekakšni pripomočki genov, ki jim pomagajo, da lahko uresničijo svoje, povsem individualne cilje.
Danes se v strokovnih krogih že uveljavljajo tudi nove prispodobe za opis zgradbe in delovanja živega sveta, ki poskušajo nadgraditi metafore, ki so se preveč naslanjale na genski determinizem. Dedni zapis v genih je seveda še zmeraj zelo pomemben element teh novih prispodob, a nikakor ne edini. Bistvo življenja ni zapisano zgolj v knjigi genoma in geni niso edini vzrok vseh lastnosti živih bitij.
Kaj je življenje?
Avstrijski fizik in eden od očetov kvantne fizike Erwin Schrödinger (1887–1961), ki je za svoje znanstvene dosežke leta 1933 prejel tudi Nobelovo nagrado, je februarja 1943 na Trinity College v Dublinu predaval na temo »Kaj je življenje?«. Že naslednje leto je svoja predavanja izdal v istoimenski knjižici, ki je močno vplivala na nadaljnji razvoj biologije. Vsi pionirji molekularne biologije so jo z velikim zanimanjem prebirali in se pozneje spominjali, kako pomembno so ideje te male knjižice vplivale na njihova takratna razmišljanja o znanosti živega sveta.
Eden najpomembnejših molekularnih biologov dvajsetega stoletja James Watson, ki je s Francisom Crickom leta 1953 predstavil strukturo molekule DNA, se je v svoji knjigi DNA: The Secret of Life (Arrow Books, 2004) spominjal, da ga za biologijo »ni navdušil kak nepozabni učitelj, ampak mala knjižica, ki se je pojavila leta 1944 […] Mojo pozornost je pritegnilo dejstvo, da si je tako velik fizik vzel čas, da napiše knjigo o biologiji. V tistih časih sem bil tako kot večina namreč prepričan, da sta ‘resnični’ znanosti le kemija in fizika, nad vsemi pa kraljuje teoretična fizika.« (str. 34).
V njej je Schrödinger zagovarjal hipotezo, da lahko življenje razumemo v pojmih shranjevanja in prenašanja biološke informacije. Nobena živa sila, ki bi magično podarjala živim bitjem nekaj več, kot najdemo v neživi naravi, ni bila potrebna za takšno razumevanje življenja. Dedna biološka informacija naj bi bila shranjena v obliki »aperiodičnega kristala«, ki naj bi bil nosilec dednega zapisa. Samo najti je bilo treba še, v katerih molekulah je zapisana koda življenja, in razbrati jezik, ki ga uporablja za zapisovanje. In res sta Watson in Crick že čez desetletje razvozlala zapis v molekuli DNA kot »kodo življenja«.
Biologija sistemov
Ugledni fiziolog Denis Noble z Univerze v Oxfordu poskuša v knjigi The Music of Life: Biology Beyond the Genome (Oxford University Press, 2006) v luči zadnjih velikih spoznanj biologije in medicine znova prerešetati nekatera osrednja vprašanja in prispodobe, ki zadnje čase spremljajo znanosti o življenju. Z uporabo glasbenih metafor, ki jih nakazuje že naslov knjige, zagovarja prehod od razumevanja življenja skozi »oči genov« k pristopu, ki se ga je v zadnjih letih prijelo ime »biologija sistemov«.
Noble v knjigi vpelje prispodobo genov kot piščali velikih orgel. Človeški genom si lahko zamislimo kot ogromne orgle s 30.000 piščalmi, kolikor je približno genov, ki ga sestavljajo. Vsaka piščal ustreza enemu od genov, ki so v obliki zapisa DNA shranjeni v jedru vsake celice našega telesa. Vendar se celice v telesu med seboj po funkciji zelo razlikujejo. Ocenjujejo, da je v človeškem telesu približno dvesto različnih vrst celic, ki imajo v jedru sicer isti genski zapis, a si po videzu in funkcijah, ki jih opravljajo, nikakor niso podobne.
Geni se v različnih celicah in okoljih izražajo zelo različno. Nekateri se izražajo v vseh organih telesa, drugi spet samo v določenem trenutku in na določenem mestu v telesu. Z metaforo orgel lahko pojasnimo, kako nastane takšna raznolikost med celicami telesa. »Glasbenik vedno igra na enake orgle s 30.000 piščalmi (genom), a zaigra nanje različno v posamezni vrsti celic.« (str. 93)
Noetova genska barka
Zdaj je verjetno tudi že bolj jasno, zakaj zgolj biološka informacija, ki je spravljena v genomu, ne bi bila dovolj, da bi na oddaljenem planetu nekoč lahko neka druga vesoljska civilizacija znova ustvarila živa bitja, katerih genome bi zapisali recimo na DVD-ploščo in jo z vesoljsko Noetovo barko poslali na drug konec galaksije.
Tako pravi Noble: »Če je genom ‘knjiga življenja’, je to knjiga z veliko vrzelmi, ki jih ima narava za samoumevne, saj nikoli ni razvila sistema, kako tudi te naravne pojave zapisati. Ni genov za lastnosti vode ali za lipide, ki tvorijo celične membrane. Še huje je, da ni niti genov, ki bi kodirali interakcije. Vse te ‘manjkajoče informacije’ so implicitno navzoče v lastnostih okolja, v katerem delujejo geni. […] Če se vprašamo, kako uspe organizmu rasti, je eden od odgovorov: ker se lipidi obnašajo tako, kot se.« (str. 35)
Noble poudarja predvsem, da je treba prispodobo genov kot absolutnih gospodarjev življenja nadgraditi: »Še posebej okolje odločilno določa, kateri geni se bodo izražali in v kakšni meri. Pretok informacij ni zgolj preprosto enosmeren od genov k funkcijam, ampak gre za dvostransko interakcijo.« (str. 35)
Biološke in medicinske znanosti so danes gotovo področje znanosti, na katerem se dogaja največ zanimivega. Ker se področje hitro razvija, se morajo novim spoznanjem prilagajati tudi prispodobe, s pomočjo katerih ga poskušamo razumeti. To novo stanje znanosti o življenju je v podnaslovu svojega bloga z imenom Nove biologije lepo povzel biokemik dr. Marko Dolinar: »Biologija je za večino tista stara dobra biologija. A biologija ni ena, biologij je več. Nove biologije imajo različna imena: sintezna biologija, biologija izvornih celic, biologija sistemov … Nič več tista stara biologija. Čas gre naprej.«
