Жизнь работает так же, как наши технологии? Жизнь под капотом похожа на спортивную машину с повышенной сложностью?
1. Работает ли жизнь так же, как наши машины? Нравятся автомобили с повышенной сложностью? Этот заманчивый шаблон мешает нам возиться под колпаком жизни.
2. Одноклеточная жизнь кишечной палочки «похожа на самостроящийся, саморазмножающийся, самовосстанавливающийся гоночный автомобиль, который может работать на керосине [или] кока-коле», - говорит Андреас Вагнер («Прибытие сильнейших: как природа изобретает»)..
3. Но ячейки имеют изменяющийся список деталей. Они как автомобили, которые производят и перерабатывают свечи зажигания при каждом цикле зажигания. Жизнь строит бессчетное количество временных компонентов, ставя молекулярных фабрикаторов, похожих на флешмоб, для своего временного механизма.
4. E. coli использует около 60 молекулярных «строительных блоков» жизни, ее 4 000-5 500 генов организуют 1 300 плотно переплетенных флуктуирующих цепей биохимических реакций - > динамическая сложность, совершенно не похожая на наши машины.
5. Каждая эукариотическая клетка намного сложнее нашей самой передовой технологии. «Ни один уважающий себя человек-инженер» не стал бы изобретать такую, казалось бы, беспорядочную и неэффективную сложность.
6. «Природа не терпит беспорядка. Ему нужен беспорядок» (Вагнер). И сложность.
7. Биология живет в области реальности, которая противостоит бритве Оккама - жизнь нуждается в надежности, основанной на сложности.
8. Надежные решения подобны уличным пейзажам, предлагающим множество маршрутов вокруг блокпостов. Биохимические цепи жизни используют подобную перемаршрутизацию. Предоставление E. coli возможности развиваться на 80 различных видах топлива (=разнообразие окружающей среды).
9. Почему наши ~19 000 (дополненных микробиомом) генов занимают ~2% нашей ДНК?
10. Отчасти потому, что гены подобны гитарам, которые бесполезно молчат, если на них не играют («просто присутствие гитары в вашей спальне не делает вас Слэшем» - Эд Йонг). Обнаружение ≠ сведения об использовании (≠ сыгранные роли ≠ где).
11. Каждая из наших 30 триллионов клеток миллионы раз в день распаковывает и запускает тысячи генов точно по сигналу.
12. Эти сигналы часто не являются простыми выключателями, они настроены на логику многих сигналов. Например, ген кристаллина имеет 5 регуляторов, каждый с настройками «выключено», «низко», «средне» и «высоко».
13. А регуляторы могут регулировать другие регуляторы, образуя гирляндные цепочки и каскады (крутя «ручки» сотен генов). В этой симфонии каждый инструмент может быть оркестром генов.
14. Наша ДНК, на 98% состоящая из негенов, содержит ~3 миллиона контрольных элементов, из них ~150 000 активных на каждый тип клеток.
15. Эта ошеломляющая динамическая сложность означает, что машинное (перечисленное стабильное) мышление может ввести в заблуждение.
16. Модели использования генов/частей наших клеток неизвестны - >a «Атлас клеток человека» находится в стадии реализации.
17. Инструменты для редактирования генома, такие как CRISPR, «предположительно удалят болезни из нашей ДНК, но… как мы узнаем, что нужно редактировать?» В каких типах клеток? +Генные продукты часто ≠ монофункциональны (кристаллин хрусталика глаза активен в поджелудочной железе и нервной системе).
18. Действительно, «редактирование - это немного неправильное название». CRISPR похож на вырезание и вставку чрезвычайно сложного динамического многозначного текста, симфонии или фильма, где известны только фрагменты сюжета.
19. Машиноподобное мышление Оккама может исказить исследования, т.е. нейробиологи ищут «ген психоза» или «нейросигнатуры» болезни.
20. Немногие черты или болезни являются моногенетическими. Немногие будут легко «редактируемыми». Немногие заболевания, скорее всего, будут иметь простые (код ошибки) сигнатуры.
21. Мы только начинаем знакомиться с динамической логикой и химической семантикой изобилующего нестационарными молекулярными механизмами биологии.