Епигенетиката: новата наука, която прехвърля отговорността за живота ни в собствените ни ръце

Онези, които поддържат теорията, че гените определят съдбата ни, очевидно не взимат предвид стогодишната наука за клетките с отстранени ядра, но не могат да игнорират новите проучвания, които подкопават тяхното упование в генетичния детерминизъм. Докато проектът „Човешки геном“ беше на първите страници на вестниците, група учени разработваха нова, революционна област в биологията, наречена епигенетика. Науката епигенетика, което буквално означава „контрол над генетиката“, промени из основи разбиранията ни за това, кое контролира живота (Pray 2004; Silverman 2004). През последното десетилетие проучванията на епигенетиката показват, че формулата на ДНК, която се предава чрез гените, не е твърда и неизменна по рождение. Гените не определят съдбата! Влиянието на околната среда, включително храната, стреса и емоциите, могат да модифицират гените, без да изменят основната им формула. Тези модификации, открити от епигенетиката, могат да се предават на бъдещите поколения също толкова сигурно, колкото формулите на ДНК, посредством двойната си спирала (Reik and Walter 2001; Surani 2001).

Без съмнение разкритията на епигенетиката се появяват след откритията на генетиката. От края на четиридесетте години на XX век биолозите изолират ДНК от клетъчното ядро, за да изучават генетичните механизми. Този процес представлява извличане на ядрото от клетката, разкъсване на защитната му мембрана и отстраняване на хромозомата, едната половина на която е съставена от ДНК, а другата – от регулиращи протеини. В своето усърдие да опознаят ДНК повечето учени пренебрегват протеините, което значи, че заедно със сухото изгаря и мокрото. Епигенетиците обаче отделят мокрите дървета от сухите, като изучават протеините в хромозомата, и установяват, че те играят не по-маловажна роля за наследствеността от ДНК.

В хромозомата ДНК оформя сърцевината, а протеините обгръщат ДНК като ръкав. Когато гените бъдат покрити, информацията в тях не може да бъде „разчетена“. Представете си голата си ръка като верига ДНК, съдържаща гена на сините очи. В ядрото веригата ДНК е обвита със свързани помежду си регулиращи протеини, които покриват вашия ген за сини очи като ръкав на риза, като по този начин той не може да бъде разчетен.

Върховенство на Средата. Новата наука установява, че информацията, която контролира биологичните процеси, започва с външни сигнали, които на свой ред управляват свързването на регулиращите протеини с ДНК. Регулиращите протеини контролират активността на гените. ДНК, РНК и протеиновите функции са същите, описани в диаграмата за Върховенство на ДНК. Забележка: потокът от информация вече не е еднопосочен. През 60-те г. на XX в. Хауърд Темин поставя под съмнение Главната догма с експериментите си, които доказват, че РНК би могла да се обърне срещу очакваната посока на потока от информация и да промени ДНК. Отначало приеман с насмешка заради своята „ерес“, по-късно Темин спечелва Нобелова награда за това, че описва обратната транскриптаза – молекулярен механизъм, по който РНК пренаписва генетичния код. Днес обратната транскриптаза има печална слава, защото се използва в РНК на вируса на СПИН, за да превземе ДНК на инфектираните клетки. Освен това в наши дни е известно, че измененията в молекулата на ДНК, като например добавяне или отнемане на метилови химични групи, влияе върху свързването на регулиращите протеини. Освен това протеините трябва да имат способността да обръщат потока на информацията, тъй като протеиновите антитела в имунните клетки са замесени в промяната на ДНК в клетките, в които се синтезират. Стрелките, обозначаващи потока на информацията, не са с еднакъв размер. Има строги ограничения в обратния поток от информация, предназначени да предотвратят радикални промени в генома на клетката.

Как да съблечете този ръкав? Нужен ви е външен сигнал, който да подтикне протеина-„ръкав“ да промени формата си, тоест да се отдели от двойната спирала на ДНК, давайки възможност генът да бъде разчетен. След като ДНК бъде „отвита“, клетката прави копие на разкрилия се ген. В резултат на това дейността му бива „контролирана“ от наличието или липсата на тези „събличащи“ протеини, които от своя страна биват контролирани от външни сигнали.

Епигенетичния контрол е всъщност това как сигналите от обкръжаващата среда ръководят дейността на гените. Вече е ясно, че диаграмата за Върховенството на ДНК е отживелица. Ревизираната схема на информационния поток трябва да се нарича „Върховенството на обкръжаващата среда“. Новият и по-сложен поток от информация в биологията започва с външен сигнал, който се превръща в регулиращ протеин и чак след това – в ДНК, РНК и крайния продукт – протеин.

Епигенетиката разкрива също и че има два механизма, посредством които организмите предават наследствената си информация. Тези механизми позволяват на учените да разберат какъв е приносът на природата (гените) и на средата (епигенетичните механизми) в поведението на човека. Ако се концентрираме само върху формулите, както са използвали учените в продължение на десетилетия, ще отхвърлим напълно влиянието на обкръжаващата среда (Dennis 2003; Chakravartiand Little 2003).

Нека направим едно сравнение, което, да се надяваме, ще изясни връзката между епигенетичните и генетичните механизми. Достатъчно възрастни ли сте, за да помните времето, когато телевизията спираше да предава в полунощ? След като приключеше редовната програма, на екрана излизаше „пробен сигнал“. Повечето заставки на пробния сигнал изглеждаха като мишена за игра на стрелички, подобна на изображението на следващата страница.

Мислете за изображението на екрана като за модела, закодиран в даден ген, да речем в този за кафяви очи. Копчетата на телевизора настройват пробната заставка, като ви позволяват да я включвате и изключвате и да променяте много характеристики на образа, включително цвета, нюансите, контраста, яркостта, както и да я изравнявате по хоризонтала и вертикала. С въртене на копчетата вие можете да промените вида на заставката на екрана, като в същото време не променяте излъчвания оригинал. Именно такава е ролята на регулиращите протеини. Изследванията върху синтеза на протеините разкриват факта, че епигенетичните „копчета“ могат да създадат над 2000 различни протеина от една и съща генетична формула (Брей 2003; Шмакър и екип 2000)

В това сравнение заставката на пробния сигнал на екрана представлява моделът на протеиновия „гръбнак“, закодиран в един ген. Въпреки че копчетата на телевизора могат да променят външния вид на модела (В и С), те не могат да променят оригиналния излъчван образ (тоест гена). Епигенетичният контрол модифицира начините за разчитане на гена, без да променя кода на ДНК.

Забележка: Номерата които виждате до заглавията са по ред на публикациите, за да Ви е лесно да ги намирате в търсачката, и не отговарят на страниците. Забележката важи за всички публикации където има * и число * в заглавието.

източник: http://www.spiralata.net/

Молекулярна биология за начинаещи

Ако погледнем назад, учените трябва да са знаели, че гените не биха могли да контролират живота ни. По дефиниция мозъкът е органът, отговорен за управлението и координирането на физиологията и поведението на един организъм. Но наистина ли ядрото е мозъкът на една клетка? Ако предположението ни, че то и съдържащата се в него ДНК са „мозъкът“ на клетката, е вярно, то при отстраняването на ядрото би трябвало веднага да настъпи нейната смърт.

А сега за големия експеримент… (Маестро, туш, моля.)

Ученият домъква горката клетка до работното поле на микроскопа и я закрепва към него. Използвайки микроманипулатор, той позиционира подобната на игла микропипета над клетката. Със сляпо доверие в манипулатора нашият изследовател прониква с пипетата дълбоко във вътрешността на цитоплазмата. След леко всмукване ядрото се изтегля в пипетата и тя се изважда от клетката. Под погълналата ядрото пипета лежи принесената в жертва клетка с отстранен „мозък“.

Но я почакайте! Тя още се движи! Господи… клетката е още жива!

Раната се е затворила и като пациент, претърпял операция, клетката започва бавно да се съвзема. Скоро тя отново е на крака (добре де, на псевдоподи), опитвайки се да се измъкне от работното поле на микроскопа с надеждата никога повече да не среща лекар.

След отстраняването на ядрото много клетки могат да оцелеят два или повече месеца, без гени. Жизнеспособните клетки с премахнати ядра не лежат като части от цитоплазмата с мозъчна смърт, закачени на животоподдържащи системи. Тези клетки активно приемат и обработват храна, извършват координирани действия с физиологичните си системи (дишане, храносмилане, отделяне, движение и др.), запазват възможността си да комуникират с останалите клетки и са способни да реагират адекватно на външни стимули.

Не е чудно, че отстраняването на ядрото има и странични ефекти. Без своите гени клетките са неспособни да се делят, не могат да репродуцират никаква част от протеините, които се губят при естественото износване на цитоплазмата. Невъзможността да се заместят дефектиралите цитоплазмени протеини допринася и за механичните дисфункции, които в крайна сметка водят до смъртта на клетката.

Този експеримент е проведен, за да провери тезата, че ядрото е „мозъкът“ на клетката. Ако клетката беше умряла непосредствено след отстраняването на ядрото й, изследванията щяха най-малкото да подкрепят това схващане. Само че резултатите са недвусмислени: клетките с отстранени ядра продължават да имат сложно, координирано, поддържащо живота им поведение, което означава, че „мозъкът“ е все още непокътнат и функционира.

Фактът, че такива клетки запазват биологичните си функции въпреки липсата на гени, е без ни най-малко съмнение едно ново откритие. Преди повече от сто години класическите ембриолози редовно премахвали ядрата на делящи се яйцеклетки и показвали, че една-единствена лишена от ядро яйцеклетка може да се развива до степен на бластула[1] – етап от развитието на ембриона, в който той се състои от четиридесет или повече клетки. Днес клетки с отстранени ядра се използват в индустрията като „хранителни“ слоеве в клетъчни култури, предназначени за създаването на ваксини срещу вируси.

Ако ядрото и съдържащите се в него гени не са мозъкът на клетката, тогава какъв точно е приносът на ДНК за нейния живот? Клетките без ядра умират не защото са останали без мозък, а защото са загубили репродуктивните си способности. Ако не могат да възпроизвеждат своите части, тези клетки не могат нито да заменят дефектните протеинови тухлички, нито да се възпроизвеждат. Излиза, че ядрото не е мозъкът на клетката, а нейният полов орган! Объркването на половите органи с мозък е разбираемо, защото науката винаги е била, а и все още е, мъжка работа. Мъжете често са обвинявани, че мислят с пениса си, затова не е чак такава изненада, че науката непреднамерено е объркала ядрото с мозъка на клетката!

[1] Бластула – стадий на развитието на зародиша при многоклетъчните организми, с който завършва периодът на делението на клетките. – Б. пр.

Забележка: Номерата които виждате до заглавията са по ред на публикациите, за да Ви е лесно да ги намирате в търсачката, и не отговарят на страниците. Забележката важи за всички публикации където има * и число * в заглавието.

източник: http://www.spiralata.net/

Върховенството на ДНК

Ще забележите, че в предишния раздел изобщо не споменах ДНК. Така е, защото отговорни за изменението на електромагнитния заряд на протеините са техните движения, а не ДНК. По какъв начин сме стигнали до широко разпространената и често експлоатирана идея, че гените „контролират“ биологията? В „Произход на видовете“ Дарвин твърди, че „наследствените“ фактори се предават от поколение на поколение, контролирайки характерните потомствени белези. Влиянието на Дарвин било толкова голямо, че учените сляпо се втурнали да търсят този наследствен материал, който според тях управлявал живота.

През 1910 г. задълбочени микроскопски анализи разкриват, че наследствената информация, която се предава от поколение на поколение, се съдържа в хромозомите – нишковидни структури, които се наблюдават в клетката точно преди да настъпи делението й на „дъщерни“ клетки. Хромозомите се обединяват в най-големия органел на новата клетка – ядрото. Когато учените успяват да изолират ядрото, те изследват подробно хромозомите и откриват, че наследствените елементи се съдържат основно само в два вида молекули – протеин и ДНК. По някакъв начин протеиновият механизъм на живота е вплетен в структурата и функцията на тези хромозомни молекули.

Познанията върху функциите на хромозомите се задълбочават през 1944 г., когато учените установяват, че наследствената информация всъщност се намира в ДНК (Avery, et al, 1944; Lederberg 1994). Това било доказано чрез елегантни експерименти. Учените изолират чиста ДНК от един вид бактерии – да го наречем вид А – и я добавят към клетъчни култури, съдържащи само бактерии вид В. След кратък период от време бактериите от вид В започват да проявяват такива наследствени белези, каквито преди това са имали само бактериите от вид А. След като се установява, че за предаването на характерни белези е необходима само ДНК и нищо друго, молекулата на ДНК се превръща в научна суперзвезда.

Остава само Уотсън и Крик да разгадаят структурата и функцията на тази страхотна молекула. ДНК молекулите са издължени и нишковидни. Съставени са от четири азотни химикала, наречени бази (аденин, тимин, цитозин и гуанин, или А, Т, С и G). Откритието на Уотсън и Крик за структурата на ДНК доказва факта, че последователността на базите А, Т, С и G в ДНК определя реда на аминокиселините по протежението на протеиновия гръбнак (Watson and Crick 1953). Тези дълги нишки на ДНК молекулите могат да се разделят на отделни гени – сегменти, които представляват схемата за изграждането на определени протеини. Кодът за възпроизводството на протеиновия механизъм в клетката е разгадан!

Освен това Уотсън и Крик обясняват защо ДНК е съвършената молекула на наследствеността. Всяка нишка ДНК обикновено е увита около втора такава, като от това се получава хлабаво преплитане между двете – конфигурация, позната като „двойна спирала“. Гениалното в тази система е това, че последователностите от ДНК бази в двете нишки са огледални образи. Когато двете нишки се разплетат, всяка една съдържа информацията, необходима й да направи точно свое копие. Така че посредством процеса на отделяне на нишките на двойната спирала ДНК молекулите се самовъзпроизвеждат. Това наблюдение води до заключението, че ДНК „контролира“ собственото си възпроизводство… сама си е „шеф“.

„Предположението“, че ДНК контролира собственото си възпроизводство и служи като схема, според която се конструират протеините, отвежда Франсис Крик до създаването на Главната догма в биологията, убеждението, че всичко се управлява от ДНК. Модерната биология се основава толкова сляпо на тази догма, сякаш е изсечена в камък и е еквивалент на Десетте Божи заповеди в науката. На нейния постулат -„Върховенство на ДНК“ – се основава всеки научен труд.

Според догматичната схема на възникването на живота, ДНК стои величествено на върха, следвана от РНК. РНК е краткотрайно идентично копие на ДНК и като такова представлява физически шаблон, в който е закодирана последователността на аминокиселините, които съставляват протеиновия гръбнак. Диаграмата, изобразяваща Върховенството на ДНК, показва логиката на Ерата на Генетичния детерминизъм. Тъй като белезите на един жив организъм се определят от същността на неговите протеини, а тя е закодирана в ДНК, следователно ДНК е „първопричината“, или основният фактор, определящ белезите на един организъм.

Забележка: Номерата които виждате до заглавията са по ред на публикациите, за да Ви е лесно да ги намирате в търсачката, и не отговарят на страниците. Забележката важи за всички публикации където има * и число * в заглавието.

източник: http://www.spiralata.net/

Как протеините създават живот

Живите организми се различават от неодушевените предмети по това, че се движат; те са одушевени. Енергията, която ги задвижва, е впрегната да свърши „работата“, която извършват животоподдържащите системи, като дихателна, храносмилателна и двигателна. За да схване естеството на живота, човек първо трябва да проумее как се задвижват протеиновите „машини“.

Финалната форма – или конфигурация (техническият термин, използван от биолозите) – на протеиновата молекула се получава в резултат на балансирането между електромагнитните заряди. Обаче ако положителните и отрицателните заряди в протеина се променят, гръбнакът драстично ще се извие и ще се нагласи, за да се балансират отново. Разпределението на електромагнитния заряд в протеина може селективно да се променя посредством голям брой процеси, включително и свързването на други молекули или химични групи като хормони например; отстраняване на ензими или прибавяне на заредени йони; или интерференция на електромагнитни полета като тези, които излъчват мобилните телефони (Tsong 1989).

Фигура А показва идеалната конфигурация на един хипотетичен протеинов гръбнак. Отблъскващите се сили между две отрицателно заредени крайни аминокиселини (стрелките) карат гръбнака да се разтегне толкова, че отрицателните аминокиселини да се отдалечат максимално една от друга. Фигура В показва близък план на крайна аминокиселина. Даден сигнал, в този случай молекула със силен положителен електрически заряд (бялата сфера), бива привлечен и се свързва с отрицателната страна на крайната аминокиселина в протеина. В този конкретен сценарий сигналът има повече положителен заряд от отрицателния заряд на аминокиселината. След като сигналът се съедини с протеина, вече има излишен положителен заряд в този край на гръбнака. Понеже положителният и отрицателният заряд се привличат, аминокиселините в гръбнака ще започнат да се въртят около връзките си, така че положителните и отрицателните крайни аминокиселини ще се доближат една до друга. Фигура С показва как протеинът се трансформира от конфигурация А в конфигурация В. Тази промяна поражда движение, което е впрегнато в работа, за да подсигури такива функции като храносмилане, дишане и съкращение на мускулите. След като сигналът се отдели, протеинът се връща в предпочитаната от него разгъната конфигурация. Ето как породените от протеина движения създават живот.

Променящите формата си протеини са пример за дори още по-впечатляващо постижение на инженерния ум, защото техните прецизни, триизмерни форми им дават и възможността да се свързват с други протеини. Когато един протеин се срещне с молекула, която го допълва физически и енергийно, двамата се свързват като направени от човека зъбчати колела като – да речем – в ръчната мелничка или в стар часовников механизъм.

Разгледайте внимателно следващите две снимки. На първата има пет протеина с уникална форма, примери за молекулярните „зъбчати колела“ в клетките. Тези органични „зъбчати колела“ имат по-нежни зъбци от изработените от човешка ръка, но можете да видите, че тяхната прецизна триизмерна форма им дава възможност безопасно да се съединяват с други допълващи ги протеини.

Протеинова менажерия. На горната снимка са изобразени пет различни примера за протеинова молекула. Всеки протеин притежава прецизна триизмерна конфигурация, която е една и съща във всяко свое копие във всяка една клетка. А) Ензим, чрез който се усвояват водородните атоми; В) Изплетено влакно от колагенов протеин; С) Канал – протеин на мембраната с куха пора в центъра; D) Протеинов компонент с „капсула“, в която може да се настани вирус; Е) ДНК-синтезиращ ензим с прикрепена към него спираловидна молекула на ДНК.

За следващите снимки съм избрал механичен часовник, за да илюстрирам дейността на клетката. На първата снимка има метален механизъм, на който се виждат зъбчатите колела, пружинките, скъпоценните камъни и надписа с модела на часовника. Когато колело А се завърти, то задвижва колело В. Когато се задвижи В, то активира и С и т.н. На следващата снимка наслагвам върху направения от човека механизъм органични протеини с по-заоблени зъбци (увеличени милиони пъти, за да се оразмерят според часовника), за да може да се види, че протеините приличат на часовников механизъм. Гледайки тази метално-протеинова „машина“, човек може да си представи, как протеин А се завърта и задвижва протеин В, което от своя страна активира и протеин С. След като си представите това, погледнете третата снимка, на която изработените от човека части липсват. И ето! Имаме протеинова „машина“, едно от хилядите подобни протеинови образувания, които заедно населяват клетката!

Протеините в цитоплазмата, които си съдействат в образуването на определени физиологични функции, се групират в конкретни формации, познати като пътеки. Тези формации се определят от функциите като респираторни пътеки, храносмилателни пътеки, пътеки за съкращаване на мускулите и ужасния цикъл на Кребс, проклятието на много студенти, които трябва да наизустят всеки един от протеиновите му компоненти и сложни химични реакции.

Можете ли да си представите колко са били развълнувани клетъчните биолози, когато са установили как работят механизмите от протеинови формации? Клетките използват тяхното движение, за да задействат определени метаболитни и поведенчески функции. Постоянните, изменящи формата на протеините движения – които могат да се повтарят хиляди пъти в секунда – са движенията, които създават живот.

Забележка: Номерата които виждате до заглавията са по ред на публикациите, за да Ви е лесно да ги намирате в търсачката, и не отговарят на страниците. Забележката важи за всички публикации където има * и число * в заглавието.

източник: http://www.spiralata.net/

Втора глава: Дължи се на околната среда, глупако

Никога няма да забравя една мъдрост, която научих в университета през 1967 г. в първия ден, в който разбрах, как се клонират стволови клетки. Отне ми години да осъзная какво влияние има тази на пръв поглед простичка мисъл върху работата и живота ми. Моят професор, наставник и блестящ учен Ърв Конигсбърг е един от първите клетъчни биолози, които овладяват изкуството да клонират стволови клетки. Той ми каза, че когато клетките, върху които работим, линеят, причината трябва да се търси първо в средата, в която са поставени, а не в тях самите.

Моят професор не беше толкова глупав като ръководителя на кампанията на Бил Клинтън Джеймс Карвил, който определи „Виновна е икономиката, глупако“ за мантра за президентските избори през 1992 г. Само че клетъчните биолози щяха да постъпят доста добре, ако бяха сложили надписа „Дължи се на околната среда, глупако“ на бюрата си, точно както над предизборния щаб на Клинтън висеше: „Дължи се на икономиката, глупако.“ Въпреки че по онова време не беше ясно, в крайна сметка разбрах, че този съвет е ключов момент към вникването в естеството на живота. Непрестанно получавах доказателства за мъдростта в думите на Ърв. Когато успявах да осигуря на клетките подходяща среда, те се развиваха нормално; когато средата не беше достатъчно добра, това забавяше развитието им. Щом нагласях средата както трябва, „болните“ клетки възвръщаха доброто си здраве.

И въпреки това повечето от клетъчните биолози не знаеха нищо за това прозрение относно техниките за отглеждане на клетъчни култури. След разкритието на Уотсън и Крик за генетичния код в ДНК учените съвсем спряха да обръщат внимание на влиянието, което оказва средата. Дори самият Чарлз Дарвин към края на своя живот допуска, че еволюционната му теория подценява ролята на околната среда. През 1876 г. в писмо до Мориц Вагнер той пише: „Според мен най-голямата ми грешка е, че освен на естествения подбор не отдадох достатъчно значение на непосредственото влияние на средата, например храна, климата и др… Когато пишех „Произхода“ и няколко години след това нямах много добри доказателства за непосредственото влияние на средата; днес има огромно количество такива“ (Darwin 1888).

Учените, последователи на Дарвин, продължават да повтарят същата грешка. Проблемът в подценяването на средата е в това, че то води до надценяване на „природата“ под формата на генетичен детерминизъм – разбирането, че гените „контролират“ биологията. Това схващане не само води до хвърляне пари на вятъра, което ще разисквам в следващите глави, но и – още по-важно – променя отношението ни към собствения ни живот. Когато сте подвластни на убеждението, че гените контролират живота ви, и знаете, че нямате думата в избора на гените си, вие имате отлично извинение да се смятате за жертва на наследствеността. „Не ме обвинявайте за трудовите ми навици – не е в мен вината, че постоянно удължавам крайния срок… Това ми е генетично заложено!“

От самото настъпване на Ерата на Генетиката, ние сме програмирани да вярваме, че сме подвластни на силата на своите гени. Светът е пълен с хора, които живеят в постоянен страх, че един ден съвсем неочаквано техните гени ще се задействат. Помислете за масата от хора, които смятат, че са бомби с часовников механизъм; те очакват ракът да нахлуе в живота им, както се е случило с майката, брата, сестрата, лелята или чичо им. Милиони други отдават разклатеното си здраве не на комбинация от психически, физически, емоционални и духовни причини, а просто на незадоволителната работа на биохимичните механизми в тялото им. Непокорни ли са децата ви? Все по-често първата реакция е такива деца да се лекуват с лекарства, за да се коригира „химичният им баланс“, вместо да се потърси отговор на това, какво всъщност се случва с телата, умовете и душите им.

Разбира се, няма две мнения по въпроса: някои болести като болестта на Хънтингтън, бета-таласемията и кистофиброзата, се дължат изцяло на дефектни гени, но генетичните заболявания засягат по-малко от два процента от населението на Земята; огромната част от хората се раждат с гени, които би трябвало да им дадат възможност да живеят щастливо и да бъдат здрави. Болестите, които са бич за съвременния човек – диабетът, сърдечните заболявания и ракът, – правят късо съединение във връзката между човека и неговото здраве и щастие. Тези заболявания обаче се появяват не вследствие на един-единствен ген, а на сложни взаимодействия между множество гени и външни фактори.

Ами всички онези заглавия, тръбящи за откриването на ген, отговорен за всичко – от депресията до шизофренията? Ако прочетете внимателно тези статии, ще видите, че зад спиращото дъха заглавие стои една отрезвяваща истина. Учените са свързвали много гени с много болести и характерни белези, по рядко са установявали, че един ген, е отговорен за някоя отличителна черта или болест.

Объркването настъпва, когато медиите нееднократно изопачават значението на две думи: корелация и причина. Едно е даден ген да се свързва с някоя болест, но съвсем друго да се твърди, че той е причината за нея, което предполага целенасочено и контролирано действие. Ако ви покажа ключовете си и заявя, че един от тях „управлява“ колата ми, отначало може би ще си помислите, че в думите ми има смисъл, защото знаете, че трябва ключ, за да се запали двигателя. Но ключът  „управлява“ ли в действителност колата? Ако беше така, нямаше да го оставяте сам в нея, защото, докато не внимавате, би могъл да я вземе назаем за няколко кръгчета. В интерес на истината, ключът има „косвена връзка“ с контрола на колата; не той, а човекът, който го завърта, на практика контролира автомобила. Определени гени са свързани непряко с поведението и характеристиките на организма. Само че тези гени не са активни, докато нещо не ги активира.

Кое активира гените? Отговорът беше елегантно поднесен в една статия от 1990 г., озаглавена „Метафорите и ролята на гените и развитието“ от X. Ф. Ниджхаут (Nijhout 1990). Ниджхаут излага доказателства, според които тезата, че гените контролират биологията, е повтаряна толкова дълго и често, че учените са забравили, че това е само хипотеза, а не неоспорим факт. В действителност тази идея е просто едно подозрение, което никога не е било доказвано, всъщност то е поставено под съмнение от най-новите научни изследвания. Генетичният контрол, твърди Ниджхаут, се е превърнал в метафора за обществото ни. Иска ни се да вярваме, че генните инженери са новите медицински вълшебници, които могат да лекуват болести и в същото време да създадат още Айнщайновци и Моцартовци. Само че метафората не отговаря на научната истина. Ниджхаут обобщава: „Когато е необходим даден генетичен продукт, проявлението на въпросния ген се активира от сигнал от заобикалящата го среда, а не от свойство на самия ген.“ С други думи, що се отнася до генетичния контрол, „дължи се на околната среда, глупако“.

Забележка: Номерата които виждате до заглавията са по ред на публикациите, за да Ви е лесно да ги намирате в търсачката, и не отговарят на страниците. Забележката важи за всички публикации където има * и число * в заглавието.

източник: http://www.spiralata.net/

Да проследим разговора между клетките

През годините, в които преподавах в медицинска академия, осъзнах, че студентите по медицина, поставени в академична среда, се конкурират помежду си и злословят един за друг повече от шайка адвокати. Те изживяват Дарвиновата борба в своя стремеж да бъдат „най-силните“, които ще се доберат до дипломирането след четири изтощителни години в медицинския факултет. Това стремително гонене на високи оценки, без да се съобразяват с колегите наоколо, несъмнено следва Дарвиновия модел, но винаги ми е изглеждало като подигравка за онези, които се стремят да станат състрадателни лечители.

Моите стереотипи за студентите по медицина обаче бяха опровергани по време на престоя ми на острова. След надъхващата ми реч аутсайдерите от курса спряха да се държат като обикновени студенти по медицина; отказаха се от идеята „най-силният оцелява“ и обединиха силите си в един отбор, което им помогна да изкарат семестъра. По-силните студенти помагаха на по-слабите и така всички станаха по-силни. Хармонията между тях беше едновременно изненадваща и прекрасна за наблюдение.

Накрая имаше и бонус: холивудски хепиенд. За последния им изпит дадох на студентите си същия тест, който трябваше да решат и студентите в Уисконсин. Нямаше абсолютно никаква разлика между резултатите на „отхвърлените“ и техните „елитни“ колеги в Щатите. По-късно много студенти споделиха, че когато са се прибрали у дома и се срещнали със свои колеги, завършили американски медицински училища, с гордост установили, че много по-добре разбират живота на клетките и организмите.

Аз, разбира се, бях потресен от това, че моите студенти бяха сътворили академично чудо. Но минаха години, преди да разбера как успяха да го направят. По онова време смятах, че тайната е във формата на курса, и все още вярвам, че сравнението между човешката и клетъчната биология е по-добрият начин да се обясни материалът. Само че сега, когато вече съм се впуснал в това, което, както казах, се възприема от някои като територия на смахнатия д-р Дулитъл, смятам, че голяма част от успеха на студентите ми се дължи на това, че не се държаха като колегите си от Щатите. Вместо да подражават на умните американски студенти, те имитираха поведението на интелигентните клетки, които се обединяват, за да станат още по-умни. Не аз бях казал на студентите си да следват модела на клетките, защото тогава все още бях под влиянието на традиционното научно обучение. Все пак ми се иска да мисля, че са поели в тази посока по интуиция, след като са чули как превъзнасям способността на клетките да се групират и да действат заедно, за да образуват по-сложни и по-преуспяващи организми.

Тогава не знаех, но днес вярвам, че още една причина за успеха на студентите ми е това, че не спирах да възхвалявам клетките. Хвалех също и тях самите. Те имаха нужда да чуят, че са отлични студенти, за да повярват, че могат да бъдат такива.

Както ще поясня в следващите глави, много хора си поставят ограничения в живота не защото трябва, а защото смятат, че трябва. Но аз се опитвам да изляза от черупката си. Достатъчно е само да спомена, че след четири месеца в рая, преподавайки по начин, който избистри отношението ми към клетките и уроците, които те дават на хората, аз започнах да разбирам много по-добре Новата биология. Това изтри горчивия остатъчен вкус от генетичното и родителското програмиране, както и тезата на дарвинизма, че само по-силният оцелява.

Забележка: Номерата които виждате до заглавията са по ред на публикациите, за да Ви е лесно да ги намирате в търсачката, и не отговарят на страниците. Забележката важи за всички публикации където има * и число * в заглавието.

източник: http://www.spiralata.net/

еволюция без кръвожадност

Въпреки че днес Дарвин е най-известният еволюционист, първият учен, който утвърждава еволюцията като научен факт, е видният френски биолог Жан Батист дьо Ламарк (Lamarck 1809, 1914, 1963). Дори Ернст Майр, създателят на „неодарвинизма“ – модернизиран поглед върху теорията на Дарвин, който се занимава и с молекулярната генетика на XX век – смята, че Ламарк е пионерът. В своята класическа книга от 1970 г. „Еволюцията и разнообразието на живота“ (Мауг 1976, стр. 227) Майр пише: „Струва ми се, че Ламарк има по-големи основания да бъде наричан „баща на еволюционната теория“, както всъщност смятат и няколко френски историци… той е първият автор, който посвещава цяла книга главно на теорията на органичната еволюция. Той първи разглежда цялото животинско царство като резултат на еволюцията.“

Ламарк не само представя своята теза петдесет години преди Дарвин, но и предлага не толкова брутална теория за механизмите на еволюцията. Според него еволюцията се основава на „поучително“ взаимодействие между организмите и обкръжаващата ги среда, което дава възможност на формите на живот да оцеляват и да еволюират в един динамичен свят. Неговата идея е, че организмите се научават да се приспособяват, за да оцеляват в променящата се среда, и предават наученото на поколението си. Интересно е това, че хипотезата на Ламарк за механизмите на еволюцията подкрепя схващанията на днешните биолози за това как имунните системи се адаптират към околната среда, за което говорих по-горе.

Теорията на Ламарк до неотдавана е под прицела на Църквата. Идеята, че хората еволюират от по-нисши форми на живот, е обявена за ерес. Освен това Ламарк не е приеман насериозно от колегите си учени, които като креационисти гледат с насмешка на теориите му. Немският биолог еволюционист Лугуст Вайсман спомага за това Ламарк да бъде низвергнат с опитите си да провери теорията, че организмите предават на поколенията си придобитото след съприкосновението им с околната среда умение да оцеляват. В един от своите експерименти Вайсман отрязва опашките на мъжка и женска мишка и ги чифтосва. Той заявява, че ако теорията на Ламарк е вярна, родителите би трябвало да предадат на децата си липсващата опашка. Първото котило обаче се ражда с опашки. Вайсман повтаря експеримента с 21 поколения, но не се ражда нито една безопашата мишка, което го води до заключението, че идеята на Ламарк за наследствеността е погрешна.

Само че експериментът на Вайсман не е истинска проверка на теорията на Ламарк. Според биографа Л. Д. Йорданова Ламарк смята, че за подобни еволюционни промени са необходими „огромни периоди от време“. През 1984 г. Йорданова пише, че неговата теория „почива“ на голям брой „предположения“, включително и на това, че „законите, на които се подчиняват живите същества, са създавали все по-сложни форми в течение на огромни периоди от време“ (Jordanova 1984, стр. 71). Очевидно, продължилият пет години експеримент на Вайсман не е достатъчно продължителен, за да провери истинността на теорията. Още по-съществен недостатък ни експеримента му е, че Ламарк никога не е доказвал, че всяка промяна, която претърпява един организъм се проявява в поколението. Ламарк твърди, че организмите проявяват някои качества (като опашките), когато те са им необходими, за да оцелеят. Макар Вайсман да смята, че мишките не се нуждаят от опашките си, никой не е питал въпросните мишки дали този орган им е жизнено необходим!

Въпреки очевидните си недостатъци експериментът с мишките без опашки спомага за това репутацията на Ламарк да се срине. Еволюционистът от Корнелския университет С. X. Уодингтън пише в „Еволюцията на еволюциониста“ (Waddington 1975, стр. 38): „Ламарк е единствената бележита фигура в историята на биологията, чието име буквално се е превърнало в обидна дума. Постиженията на повечето учени биват опровергавани с времето, но много малко автори са написали трудове, които след два века все още биват отричани с такова настървение, че някой скептик би заподозрял нечиста съвест. В интерес на истината, смятам, че Ламарк е заклеймен несправедливо.“

Уодингтън е написал тези пророчески думи преди тридесет години. Днес теориите на Ламарк биват преоценявани под тежестта на данните от новата наука, която твърди, че често критикуваният биолог не е грешал за всичко и че прехваленият Дарвин не е напълно прав. Заглавието на една статия в престижното списание „Сайънс“ от 2000 г. беше един от сигналите, които дадоха гласност на този проблем: „Не е ли бил Ламарк поне малко прав?“ (Baiter 2000).

Една от причините някои учени да погледнат по друг начин на Ламарк е тази, че еволюционистите ни напомнят за неоценимата роля, която взаимопомощта играе в запазването на живота в биосферата. Учените отдавна са забелязали съществуващите симбиотични връзки в природата. В книгата си „Сляпото петно на Дарвин“ (Ryan 2002, стр. 16) британският физик Франк Райън отбелязва множество подобни връзки, изключително между жълтата скарида, която събира храна, докато партньорът й, попчето, я предпазва от хищници, както и някои разновидности на рака пустинник, които носят розови анемонии върху черупката си. „Рибите и октоподите обичат да се хранят с раци пустинници, но когато ги приближат, анемонията протяга своите ярко оцветени пипала и с микроскопичната си артилерия от отровни стрелички жили потенциалния нападател, пропъждайки го да търси храна другаде.“ Анемонията воин също има полза от тези отношения, защото тя се храни с остатъците от храната на рака.

В наше време сътрудничеството в природата не се възприема само като една лесна за наблюдение връзка. „Биолозите все по-ясно разбират, че животните еволюират едновременно и продължават да съществуват заедно с най-различни групи от микроорганизми, които са им необходими да оцеляват и да се развиват“, се твърди в наскоро публикувана в „Сайънс“ статия, озаглавена „Справяме се с малко помощ от нашите (малки) приятели“ (Ruby, et al, 2004). Днес с изучаването на тези взаимовръзки се занимава бързо развиващата се област, наречена „системна биология“.

По ирония на съдбата през последните десетилетия са ни учили да се борим с микроорганизмите с всякакви средства, от антибактериален сапун до антибиотици. Но това неразумно послание пренебрегва факта, че има много бактерии, които са от огромно значение за нашето здраве. Класическият пример за микроорганизми, които помагат на хората, са бактериите в храносмилателната ни система, които са съществен фактор за нашето оцеляване. Бактериите в стомаха и храносмилателния тракт ни помагат да смелим храната и дават възможност да се усвоят жизненоважни витамини. Това съдействие между хора и микроби е причината, поради която широко разпространената употреба на антибиотици е пагубна за оцеляването ни. Антибиотиците унищожават наред, убиват както вредните бактерии, така и онези, необходими за оцеляването ни.

Новите постижения в науката за генома разкриват още един механизъм за взаимодействие между видовете. Оказва се, че живите организми на практика обединяват своите клетъчни общества, като споделят своите гени. Смятало се е, че гените се предават само на потомството на отделния организъм чрез възпроизводство. Днес учените осъзнават, че гените се предават не само на отделни членове на вида, но и на други видове. Предаването на генетична информация посредством трансфер на гените ускорява еволюцията, тъй като по този начин организмите се сдобиват с „натрупания“ опит на други организми (Nitz, et al, 2004; Penissi 2004; Boucher, et al, 2003; Dutta and Pan 2002; Gogarten 2003). Като имаме предвид предаването на гени, организмите вече не могат да бъдат възприемани като отделни същества; не съществува стена между видовете. Даниъл Дрел, ръководител на програмата за микробния геном към Департамента по енергия, споделя със „Сайънс“ (2001 294:1634): „Вече не можем така лесно да даваме определение за това какво представлява един вид“ (Penissi 2001).

Подобно предаване на информация не е единичен случай. Това е метод, чрез който природата увеличава шансовете за оцеляване на биосферата. Както споменах по-рано, гените представляват физическите спомени на организмите за преживяното от тях. Според наскоро възприетата теория за обмяната на гени между индивидите тези спомени се разпределят, като така влияят върху оцеляването на всички организми, съставящи общността. Сега, когато знаем за този механизъм на трансфериране на гени между видовете, се появява опасността от генно модифициране. Например човъркането в гените на домата може да причини такива изменения на цялата биосфера, които не можем дори да си представим. Вече има проучване, според което, когато човек яде генетично модифицирана храна, изкуствено създадените в нея гени преминават в него и променят бактериалната му флора (Heritage 2004; Netherwood, et al, 2004). По същия начин трансферът на гени между генно модифицирани селскостопански култури и виреещите около тях растения е причина за увеличаването на високоустойчиви видове, наричани суперплевели (Milius 2003; Haygood, et al, 2003; Desplanque, et al, 2002; Spenser and Snow 2001). Генните инженери не са вземали предвид генния трансфер, когато са внасяли в природата генно модифицирани организми. Сега ние започваме да усещаме ужасните последствия от тяхното безхаберие, докато модифицираните от тях гени се разпространяват сред останалите организми и им влияят. (Watrud, et al, 2004)

Гениите еволюционисти предупреждават, че ако не съумеем да приложим на практика познанията за нашата обща генетична съдба, според които е много важно всички видове да си взаимодействат, ние поставяме под въпрос собственото си съществуване. Трябва да надскочим теорията на Дарвин, която набляга върху значението на индивида, и да се обърнем към онази теза, според която обществото е по-важно. Британският учен Тимъти Лентън доказва, че еволюцията зависи повече от взаимодействието между отделните видове, отколкото между индивидите от един вид. Еволюцията се превръща в основа на оцеляването на най-силните групи, а не на най-силните индивиди. В една статия в „Нейчър“ от 1998 г. Лентън пише, че вместо да се вторачваме в отделния индивид и неговата роля и еволюцията, „трябва да обърнем внимание на общността от организми и средата им на живот, за да разберем напълно кои техни черти са устойчиви и доминират“ (Lenton 1998).

Лентън подкрепя хипотезата на Джеймс Лавлок за Гея, според която Земята и всички видове, които я населяват, образуват един интерактивен, жив организъм. Онези, които подкрепят тази хипотеза смятат, че намесата в равновесието на суперорганизма, наречен Гея, като унищожаването на тропическите гори, изтъняването на озоновия слой или изменението на организми с генно инженерство, я заплашват с унищожение, а следователно застрашават и самите нас.

Скорошни изследвания, финансирани от Британския съвет за изследване на околната среда, подкрепят тези опасения (Thomas, et al, 2004; Stevens, et al, 2004). В историята на планетата има пет масови унищожения и за всички тях се смята, че са причинени от извънземни събития, като разбиваща се в земята комета например. Едно от новите проучвания стига до извода, че „естественият свят преживява шестото масово унищожение в своята история“ (Lovell 2004). Този път обаче причината за унищожението не е външен фактор. Според един от авторите на проучването Джеръми Томас: „Доколкото можем да кажем, този път причината е в един животински организъм – човекът.“

Забележка: Номерата които виждате до заглавията са по ред на публикациите, за да Ви е лесно да ги намирате в търсачката, и не отговарят на страниците. Забележката важи за всички публикации където има * и число * в заглавието.

източник: http://www.spiralata.net/

Източниците на живот:  интелигентните клетки стават още по-умни

Не би трябвало да ни изненадва, че клетките са толкова умни. Едноклетъчните организми са първите форми на живот на планетата. Откритите вкаменелости говорят за това, че те съществуват около 600 милиона години след създаването на Земята. През следващите 2,75 милиарда години от историята на планетата света са населявали само автономни едноклетъчни организми – бактерии, еуглени и амебоподобни протозони.

Преди около 750 милиона години, когато се появяват първите многоклетъчни организми (растения и животни), тези разумни клетки откриват начин да стават все по-умни. Многоклетъчните форми на живот първоначално представляват свободни общества или „колонии“ от едноклетъчни организми. Отначало клетъчните общества се състоят от десетки или стотици клетки. Но заради предимствата да се живее в общности скоро те започнат да наброяват милиони, милиарди и дори трилиони социално взаимодействащи си самостоятелни клетки. Въпреки че всяка от тях е микроскопична, размерът на обществата от клетки варира от едва забележим до монолитен. Биолозите са класифицирали тези организирани общества според структурата им. Наблюдавани с невъоръжено око, клетъчните общества наподобяват отделни същества – мишка, куче, човек, – но в действителност те са добре организирани сдружения от милиони и трилиони клетки.

Еволюционният стремеж към все по-големи общества е просто резултат на вродения инстинкт за самосъхранение. Колкото по-добре организмът познава средата, която обитава, толкова по-големи са шансовете му да оцелее. Когато клетките се обединят помежду си, те рязко увеличават познанията си. Ако всяка клетка има произволно количество знания – X, тогава потенциално всеки колониален организъм би притежавал информация, равна най-малко на X пъти броя на клетките в колонията.

За да оцелеят сред такова множество от себеподобни, клетките създават структури. Сложните общества разпределят помежду си работата с такава прецизност и ефективност, че дори всекидневно менящите се организационни диаграми в големите корпорации не могат да се мерят с тях. Оказва се, че за обществото е много по-полезно, ако всяка отделна клетка изпълнява точно определени задачи.

С появата на животните и растенията клетките започват да придобиват специални функции още в ембриона. Процесът на цитологична специализация дава възможност на клетките да изграждат специфичните тъкани и органи на тялото. С времето този модел на диференциация, или разпределянето на работата между членовете на обществото, бива внедрен в гените на всяка клетка от общността, а това значително увеличава способността й да работи и оцелява.

В по-големите организми например само малък процент от клетките се занимават с това да разчитат и да реагират на външни стимули. Тази работа е задължение на групи от специализирани клетки, които изграждат тъканите и органите на нервната система. Нейната функция е да възприема средата и да координира поведението на всички останали клетки в огромното клетъчно общество.

Разпределението на работата между клетките в обществото допълнително способства за общото оцеляване. Постигнатата ефективност на работа позволява повече клетки да живеят с по-малко ресурси. Спомнете си старата поговорка: „Където за един, там и за двама.“ Или пресметнете разходите по построяването на къща с две спални и ги сравнете с тези на подобен апартамент в кооперация със стотици апартаменти. За да оцелее, всяка клетка трябва да изразходи определено количество енергия. Енергията, спестена от индивидите, живеещи в общества, допринася както за увеличаването на шансовете за оцеляване, така и за по-доброто качество на живот.

В американското капиталистическо общество Хенри Форд вижда тактическо предимство в разделението на труда и го прилага в създаването на своята поточна линия за производство на автомобили. Преди Форд на малка мултифункционална работническа бригада е отнемало седмица-две да произведе един-единствен автомобил. Форд организира работата във фабриката си така, че всеки работник да отговаря само за една конкретна дейност. Той нарежда голям брой работници по протежение на поточната линия и колата, която трябва да се сглоби, преминава през ръцете на всеки отделен специалист. Ефективността на специализацията на труда позволява на Форд да произвежда нов автомобил не всяка седмица, а на всеки деветдесет минути.

За жалост по времето, когато Чарлз Дарвин излага напълно новаторската си теория за възникването на живота, е било твърде удобно да се „забрави“ фактът, че за еволюцията е необходима взаимопомощ. Преди 150 години той заключава, че живите организми са постоянно изправени едни срещу други в „борба за оцеляване“. Според Дарвин борбата и насилието са не само част от животинската (човешката) природа, но са и основните „движещи сили“ на еволюцията. В последната глава на книгата си „Произход на видовете посредством естествен отбор, или запазване на облагодетелстваните породи в борбата за оцеляване“ Дарвин пише за неизбежната „борба за оцеляване“, а също така, че еволюцията е движена от „войната в природата, глада и смъртта“. Добавете към това и твърдението му, че еволюцията е случайна, и ще имате свят, описан в поезията на Тенисън, като „хищен и кръвожаден“, поредица от безсмислени кървави битки за оцеляване.

Забележка: Номерата които виждате до заглавията са по ред на публикациите, за да Ви е лесно да ги намирате в търсачката, и не отговарят на страниците. Забележката важи за всички публикации където има * и число * в заглавието.

източник: http://www.spiralata.net/

Клетките като миниатюрни човешки същества

Както се оказа, този курс по хистология беше най-ентусиазиращият и интелектуално задълбочен период в академичната ми кариера. Свободен да преподавам така, както самият аз искам, се впуснах в един нов начин на преподаване, подход, който ми се въртеше в главата от години. Бях запленен от идеята, че ако възприемаме клетките като „миниатюрни човешки същества“, ще ни бъде по-лесно да разберем тяхната физиология и поведение. Докато обмислях как да структурирам курса, се въодушевявах все повече. Идеята да обединя биологията на клетката с човешката биология отново ме накара да се ентусиазирам от науката, както в детството си. Все още изпитвах вълнение, когато правех лабораторни изследвания, но не и когато бях заринат от административните подробности, с които един член на факултета трябва да се занимава, включително безкрайните заседания и мъчителните за мен коктейли.

Смятах, че клетките приличат на хората, защото след толкова години зад микроскопа гледах със смирение сложността и силата на привидно простите като анатомия движещи се из петриевата паничка точици. Сигурно в училище сте учили основните съставни части на клетката: ядрото, в което се съдържа генетичната информация, митохондриите, които произвеждат енергия, защитната мембрана на клетката и цитоплазмата, която я изпълва. Но тези на пръв поглед елементарни от анатомична гледна точка клетки представляват всъщност цял един сложен свят; тези умни клетки прилагат технологии, които учените все още не проумяват напълно.

Идеята, която обмислях, че клетките са миниатюрни човешки същества, би се приела като ерес от повечето биолози. Опитът да се обясни природата на нещо, изхождайки от човешкото поведение, се нарича антропоморфизъм. „Истинските“ учени смятат антропоморфизма за своеобразно морално прегрешение и не признават учените, които съзнателно го прилагат в работата си.

Въпреки всичко аз вярвах, че имам добро основание да се отклоня от ортодоксалните научни схващания. Биолозите се опитват да натрупат знания, като наблюдават природата и съставят хипотези за това как тя работи. След това измислят експерименти, с които да подлагат на проверка идеите си.

За да формулират хипотеза и да проведат експеримент, учените неизбежно трябва да помислят за това как една клетка или друг жив организъм прекарват живота си. Прилагането на „човешки“ решения или човешки поглед при разгадаването на тайните на биологията автоматично навлича върху такива учени обвинението, че използват антропоморфизъм. Откъдето и да се погледне, биологията в известен смисъл се основава на очовечаването на проучваната материя.

Всъщност аз смятам, че негласният запор върху антропоморфизма е отживяла времето си останка от Средновековието, когато църковните власти отричали съществуването на пряка връзка между хората и всички останали Божии творения. Виждам смисъл в това, ако хората се опитват да придадат човешки качества на крушка, радио или джобно ножче, но няма никаква градивна критика в него, ако се използва за живи същества. Ние, хората, сме многоклетъчни организми и би трябвало наследствено да имаме общи поведенчески модели с клетките, от които сме съставени.

Все пак осъзнавам, че е необходимо да промените изцяло възгледите си, за да схванете това сравнение. В исторически план нашите юдео-християнски вярвания са ни накарали да мислим, че ние сме разумни същества, които са създадени по съвсем различен начин от растенията и животните. Тази гледна точка ни кара да гледаме от високо на по-низшите същества като на неразумни форми на живот; особено на тези от тях, които са на по-ниско еволюционно стъпало.

Ала не бихме могли да сме по-далеч от истината. Когато гледаме на другите хора като на неделими същества или виждаме в огледалото един самостоятелен организъм, в определен смисъл сме прави, или поне погледнато от тази страна. Въпреки това, ако ви смаля до размера на една клетка, за да погледнете тялото си от тази гледна точка, това ще ви даде възможност да видите света по нов начин. Тогава няма да се възприемате като неделим организъм, а като шумно общество от повече от петдесет трилиона отделни клетки.

Докато се забавлявах с идеите си за курса си по хистология, картината, която не излизаше от главата ми, беше една диаграма от енциклопедия, която ползвах като дете. В раздела за хората имаше илюстрация върху седем страници от прозрачна хартия, на всяка от които беше отпечатано едно и също очертание на човешко тяло. На първата страница в очертанието имаше гол мъж. Отгръщайки я, сякаш одирах кожата му и откривах мускулатурата му – картинката, запълваща очертанията на втората страница. Когато прелистех и нея, препокриващите се образи на следващите страници разкриваха пред мен истинска дисекция на човешкото тяло. Разлиствайки ги, виждах поред скелета, мозъка и нервите, кръвоносните съдове и системите на органите.

За курса на Карибите добавих към прозрачните страници още няколко допълнителни слайда, всеки от които илюстриран с клетъчни структури. Повечето от тях се наричат органели, „миниатюрните органи“ на клетката, потопени в пихтиестата цитоплазма. По своите функции органелите могат да се сравнят с тъканите и органите на тялото. Към тях спадат ядрото, което е най-големият органел, митохондриите, апаратът на Голджи и вакуолите. Традиционният подход към този курс е първо да се обърне внимание на тези клетъчни структури, а после да се премине към тъканите и органите на човешкото тяло. Вместо това аз обединих тези два дяла на курса, за да подчертая съвпаденията между хората и клетките.

Учех студентите си, че биохимичните механизми, действащи в системите на клетъчните органели, са по същество едни и същи с тези на човешките органи. Въпреки че хората са съставени от трилиони клетки, аз наблягах върху това, че няма нито една „нова“ функция в нашите тела, която вече да не действа в отделната клетка. Всяка еукариотна (съдържаща в себе си ядро) клетка притежава функции, отговарящи на нашата нервна, храносмилателна, дихателна, отделителна, ендокринна, опорно-двигателна, сърдечно-съдова, репродуктивна система, кожа и дори примитивна имунна система, която използва семейство от подобни на антитела „убиквитинови“ протеини.

Освен това разясних на студентите си, че всяка клетка е разумно същество, което може да оцелява самостоятелно, факт, демонстриран от някои учени посредством отделяне на единични клетки от тялото и отглеждането им в подходяща среда. Както ми подсказваше интуицията още в детските ми години, тези умни клетки имат своя цели намерения; те активно издирват такава среда, която да е благоприятна за тяхното оцеляване, и същевременно избягват токсични и враждебни условия. Също като хората, отделните клетки обработват хилядите стимули от микросредата, която населяват. Анализирайки тази информация, клетките подбират адекватни реакции, за да подсигурят оцеляването си.

Отделните клетки са способни също и да се учат от опита си и да трупат клетъчна памет, която предават на поколението си. Например когато дете бива заразено с морбили, идва на помощ млада имунна клетка, за да изгради срещу вируса защитно протеиново антитяло. С този процес клетката трябва да създаде нов ген, който да служи като формула, по която да се изработват антитела срещу морбили.

Първата стъпка в образуването на ген за специфични антитела срещу морбили се извършва в ядрата на младите имунни клетки. В техните гени има огромен брой ДНК сегменти, които закодират информация в протеини с уникални форми. Като обединяват и рекомбинират тези сегменти от ДНК на случаен принцип, имунните клетки създават големи редици от различни гени, всеки от които осигурява уникални по своята форма протеинови антитела. Когато младата имунна клетка произвежда протеиново антитяло, което представлява близко и физическо съответствие на нахлуващия вирус, тази клетка се активира.

Активираните клетки прилагат един невероятен механизъм, развиване на афинитет към производството на напълно „отговарящи“ на нахлуващия вирус на морбили антитела, които да му противодействат (Li, et al, 2003; Adams, et al, 2003). Посредством процеса, наречен соматична хипермутация, активните имунни клетки произвеждат стотици копия на оригиналния ген на антитялото. Въпреки това всяка нова версия на този ген мутира по малко, така че в нея бива закодиран протеин на малко по-различно антитяло. Клетката избира този ген, който произвежда най-подходящото антитяло. Освен това избраният вариант на гена преминава и през повтарящи се етапи на хипермутация, за да шлифова допълнително формата на антитялото и така да отговаря напълно на вируса на морбили (Wu, et al, 2003; Blanden and Steele 1998; Diaz and Casali 2002; Gearhart 2002).

Когато така оформеното антитяло се прикрепи към вируса, то дезактивира нашественика и го маркира за унищожение, като по този начин предпазва детето от набезите на морбили. Клетките запазват генетичната „памет“ на това антитяло, за да може в бъдеще, ако индивидът отново е изложен на морбили, клетките незабавно да пуснат в ход своя имунитет. Новият ген може също да се предаде и на цялото потомство на клетката, когато тя се дели. Посредством този процес клетката не само „научава“ за вируса на морбили, но и съхранява „паметта“, която ще бъде унаследена и разпространена от потомството й. Това удивително откритие на генното инженерство е изключително важно, защото то разкрива наследствения „интелигентен“ механизъм, чрез който клетките еволюират (Steele, et al, 1998).

Забележка: Номерата които виждате до заглавията са по ред на публикациите, за да Ви е лесно да ги намирате в търсачката, и не отговарят на страниците. Забележката важи за всички публикации където има * и число * в заглавието.

източник: http://www.spiralata.net/

Първа глава – Уроците на Петриевата паничка

Във възхвала на умните клетки и умните студенти

През втория си ден на Карибите, докато стоях пред повече от сто очевидно амбициозни студенти по медицина, изведнъж осъзнах, че не за всеки островът беше тихо убежище. За тези нервни студенти Монтсерат не беше спокойно място, а последна възможност да реализират мечтата си да станат лекари.

Моят курс беше почти географски хомогенен – повечето студенти бяха американци от източното крайбрежие, но сред тях имаше хора от всякакви раси и възрасти, включително и един шейсет и седем годишен пенсионер, който гореше от желание да направи нещо по-добро с живота си. Миналото на всички беше също толкова разнообразно – бивши начални учители, счетоводители, медицинска сестра и дори един наркотрафикант.

Въпреки разликите помежду си студентите имаха две общи характеристики. Първата бе, че никой от тях не беше успял да се справи с жестоката конкуренция за ограничените места в американските медицински учебни заведения. Втората, че бяха истински „бойци“, решени да станат лекари – нямаха намерение да се отказват от възможността да докажат качествата си. Повечето от тях бяха похарчили всичките си спестявания или се бяха обвързали с договори, за да покрият учебната си такса и допълнителните разходи по пребиваването си в чужбина. Много от тях за пръв път в живота си се оказваха напълно сами, без семействата, приятелите и любимите си хора. Примиряваха се с непоносимите условия в студентските общежития. И въпреки затрудненията и пречките, с които трябваше да се справят, те нито за миг не се отказваха от желанието си да получат диплома по медицина.

Е, поне докато не изкараха първия си учебен час с мен. Преди идването ми студентите бяха имали трима различни преподаватели по хистология/клетъчна биология. Първият ги зарязал заради някакви лични проблеми, напускайки скоропостижно острова три седмици след началото на семестъра. Университетът бързо успял да намери подходящ заместник, който се опитал да ги изведе от затруднението, но за жалост след три седмици излязъл в отпуск по болест.

През двете седмици преди моето пристигане преподавател по друга дисциплина от факултета четял на курса глави от един учебник. Това естествено отегчавало студентите до смърт, но така факултетът изпълнявал задължението си да осигури необходимия хорариум от часове по този предмет. Академичните изисквания, поставени от изпитващите в Америка, трябвало да бъдат спазени, за да имат право завършилите това учебно заведение да практикуват в Щатите.

За четвърти път през този семестър отегчените студенти бяха изправени пред нов преподавател. Разказах им накратко за себе си и за очакванията, които имах към курса. Дадох им ясно да разберат, че въпреки че сме в чужда страна, критериите ми към тях няма да са по-ниски от тези, които имах към студентите си в Уисконсин, и че не бива дори да си помислят за подобно нещо, тъй като, за да получат диплома, всички лекари трябва да преминат една и съща медицинска комисия – без значение къде са учили. После измъкнах от куфарчето си един топ с изпитни листове и казах на студентите, че им давам тест за входно ниво. Половината семестър вече беше минал и аз очаквах от тях да познават половината от учебния материал. Тестът, който им дадох този първи ден, се състоеше от двадесет въпроса, взети направо от междинния семестриален изпит по хистология на Университета на Уисконсин.

През първите десет минути на изпита в класната стая цареше мъртва тишина. След това един по един студентите започнаха нервно да се въртят и това безпокойство се разпространи из стаята по-бързо от смъртоносния вирус ебола. До края на двайсетте минути, предназначени за теста, курсът беше обхванат от истинска паника. Когато казах „Край“, насъбраните нерви избухнаха в глъч и врява. Успокоих курса и започнах да им чета отговорите. Първите пет или шест отговора бяха посрещнати със сподавени въздишки. След като стигнах до десетия въпрос, всеки следващ отговор бе последван от мъчителни стенания. Най-високият резултат в курса беше десет верни отговора, няколко студента имаха седем попадения, а повечето от останалите с налучкване бяха отговорили поне на един или два въпроса.

Когато вдигнах поглед към курса, срещу себе си видях вцепенени, изпаднали в нервна криза лица. „Бойците“ се оказаха в незавидна позиция. Беше минал повече от половината семестър, а те трябваше да започнат всичко отначало. Студентите се умърлушиха, повечето от тях полагаха безрезултатни усилия да бъдат в крак и с останалите изключително тежки дисциплини. След малко тъгата им се превърна в тихо отчаяние. Гледахме се едни други в смразяващо мълчание. Изпитах някаква вътрешна болка – класът напомняше една от онези снимки на „Грийнпийс“, изобразяващи малки тюленчета с невинни погледи точно преди безсърдечните търговци на кожи да ги убият.

Сърцето ми се сви. Вероятно соленият въздух и сладките ухания бяха ме направили по-мекушав. Във всеки случай, съвсем неочаквано се чух да заявявам, че лично ще се заема с това всеки един от тях да бъде напълно подготвен за крайния изпит, ако и те самите положат необходимите усилия. Когато разбраха, че наистина ще се посветя на успеха им, видях надежда в дотогава изплашените им очи.

Почувствах се като готов за сражение треньор, който надъхва отбора си преди решаващия мач, и им казах, че според мен са точно толкова умни, колкото и студентите, на които съм преподавал в Щатите, и вярвам, че колегите им в Америка просто имат повече опит в зубренето, което им е помогнало да постигнат по-добри резултати на приемните изпити. Също така положих големи усилия да ги убедя, че хистологията и клетъчната биология не са никак трудни дисциплини. Обясних им, че въпреки цялото си изящество природата прилага прости принципи на действие. Обещах им, че вместо да запаметяват факти и цифри, ще се сдобият с реални познания за клетките, защото и аз ще използвам прости принципи, за да обясня тези прости принципи. Предложих им да давам допълнителни вечерни уроци, което щеше да постави на изпитание тяхната издръжливост след и без това дългите дни на лекции и лабораторни упражнения. След десетминутната ми емоционална реч студентите се въодушевиха. Когато часът свърши, изхвърчаха от залата ентусиазирани и напълно решени, че няма да позволят на системата да ги смаже.

Щом студентите излязоха, започнах да се съмнявам в обещанието, което им бях дал. Обхванаха ме съмнения. Знаех, че значителна част от тях изобщо не бяха подготвени за натоварването в медицинския факултет. Много от останалите бяха способни студенти, които обаче нямаха достатъчно опит, за да се справят с подобно изпитание. Страхувах се, че островната ми идилия ще се превърне в безумна, изискваща цялото ми време академична схватка, която щеше да завърши с провал за студентите ми и за мен самия като техен преподавател. Замислих се за работата си в Уисконсин и изведнъж тя започна да ми изглежда лесна. В Уисконсин изнасях само по осем от приблизително петдесетте лекции, които съставляваха целия курс на обучение по хистология/клетъчна биология. Петима от членовете на катедрата по анатомия изнасяха останалата част от лекциите. Разбира се, аз бях този, който отговаряше за съдържанието на материала, защото бях ангажиран в съпътстващите лабораторни упражнения. От мен се очакваше да отговарям на всички свързани с дисциплината въпроси, задавани от студентите. Но да познаваш цялата материя и да изнасяш лекции по тази тема са две коренно различни неща!

Имах три почивни дни да намеря изход от капана, в който сам се бях вкарал. Бях изправен срещу криза, подобна на тази, която преживях у дома, моята индивидуалност тип А ме въвлече в, така да се каже, „див купон“. Интересно, но докато седях край басейна и гледах залеза над Карибите, вътрешният ми страх се трансформира във вълнуващ трепет. Започнах да се въодушевявам от факта, че за пръв път в преподавателската ми кариера отговорността за този важен курс е само моя и не се налага да се съобразявам със стила и ограниченията на колективните програми.

Забележка: Номерата които виждате до заглавията са по ред на публикациите, за да Ви е лесно да ги намирате в търсачката, и не отговарят на страниците. Забележката важи за всички публикации където има * и число * в заглавието.

източник: http://www.spiralata.net/

Светлината извън установените правила

В тази книга ще начертая прословутата линия върху пясъка. От едната й страна стои светът, който според неодарвинизма представлява една безкрайна война между вечно воюващи биороботи. От другата страна е „Новата биология“, според която животът е общо пътуване на силни индивиди, които могат да се самонастроят така, че да живеят щастливо. Когато пресечем тази линия и истински вникнем в Новата биология, вече няма да спорим настървено за ролята на средата и природата, защото ще осъзнаем, че напълно осъзнатият разум отдава еднакво значение и на природата, и на средата. Освен това вярвам, че човечеството ще претърпи такава драстична промяна в разбиранията си, подобна на тази, когато е станало ясно, че Земята не е плоска, а кръгла.

Хората с литературен уклон, които може би се опасяват, че тази книга представлява някакъв неразбираем научен труд, не бива да се притесняват. Когато бях университетски преподавател, аз се дразнех на жулещите кожата костюми с елече, стегнатите вратовръзки, обувките с остри върхове и безкрайните заседания, но обичах да преподавам. След като напуснах тези среди, аз продължих да го правя; представял съм принципите на Новата биология пред хиляди хора из целия свят. В тези лекции аз излагах научните си възгледи на лесно смилаем език, илюстрирах ги с цветни таблици, много от които са поместени в тази книга.

В първа глава се говори за „интелигентните“ клетки и за това защо и как ни учат на толкова много неща за собственото ни съзнание и тяло. Във втора глава излагам научни доказателства в подкрепа на тезата си, че гените не контролират биологията. Също така разкривам вълнуващите открития на епигенетиката, нова област в биологията, която разплита тайните на това как обкръжаващата среда (природата) влияе върху поведението на клетките, без да променя генетичния им код. Това е област, която разкрива нови подробности около природата на заболяванията, включително на рака и шизофренията.

В трета глава става дума за клетъчната мембрана, „кожата“ на клетката. Без съмнение сте чували повече за клетъчното ядро, в което се намира ДНК, отколкото за мембраната. Но новаторската наука разкрива в нечувани детайли това, което установих преди двадесет години, а именно, че мембраната е същинският мозък на клетъчната дейност. В четвърта глава говоря за главозамайващите открития на квантовата физика. Тези открития имат голямо значение за разбирането и лечението на болестите. Въпреки това конвенционалните медицински учебни заведения все още не са въвели квантовата физика в своите изследвания или в обучението на своите кадри, което води до трагични последици.

В пета глава обяснявам защо съм озаглавил тази книга „Биология на убежденията“. Положителните мисли оказват съществено влияние върху поведението и гените, но само когато са в хармония с вътрешната нагласа. Отрицателните мисли притежават същата сила. Когато разберем как положителните и отрицателните схващания влияят на биологичните процеси в нас, ще можем да използваме тези знания, за да се сдобием със здраве и щастие. Шеста глава разкрива защо клетките и хората имат нужда да растат и как страхът спира растежа им.

Седма глава се концентрира върху осъзнатото майчинство и бащинство. Като родители ние трябва да съзнаваме ролята си в програмирането на убежденията на децата си, както и влиянието, което тези убеждения оказват върху живота им. Тази глава е важна независимо дали сте родител, или не, защото като „бивше“ дете това да прозрете как сте били програмирани и какво е влиянието на тази програма върху живота ви е голямо откритие. В заключението правя преглед на това как отношението ми към Новата биология ме е накарало да прозра колко е важно да се обедини сферата на духовното с тази на науката, с което радикално се разграничавам от миналото си на традиционен учен.

Готови ли сте да използвате съзнанието си, за да изпълните живота си със здраве, щастие и любов без помощта на генни инженери и без да се пристрастите към лекарства? Готови ли сте да се потопите в една реалност, различна от тази, според която медицината приема човешкото тяло като биохимична машина? Не трябва да купувате нищо, не е нужно да вадите чековата си книжка. Необходимо е само за малко да потиснете остарелите си схващания, насадени от научните среди и от медиите, и да се обърнете към вълнуващото ново познание, предлагано от алтернативната наука.

Забележка: Номерата които виждате до заглавията са по ред на публикациите, за да Ви е лесно да ги намирате в търсачката, и не отговарят на страниците. Забележката важи за всички публикации където има * и число * в заглавието.

източник: http://www.spiralata.net/

Изводите от уроците на клетките

Използвайки клетъчните общества като модел за поведение, стигнах до извода, че ние не сме жертви на гените си, а господари на съдбите си и сме способни да изпълним живота си със спокойствие, щастие и любов. Изпробвах хипотезата си върху самия себе си, след известно подбутване от слушателите ми, които ме питаха защо прозренията ми не са направили моя живот по-щастлив. И бяха прави: трябваше да приложа новите си биологични познания във всекидневието си. Разбрах, че съм успял, когато една светла неделна утрин в „Биг Изи“ една сервитьорка ме каза: „Готин, ти си най-щастливият човек, когото съм срещала. Я ми кажи защо си толкова щастлив?“ Въпросът й ме хвана неподготвен, но въпреки това не можах да се сдържа и казах: „На седмото небе съм!“ Сервитьорката поклати глава, промълви: „Леле, леле“ и взе поръчката ми. Но си беше точно така. Бях щастлив, по-щастлив от когато и да било.

Някои критични читатели с право може би гледат със скептицизъм на твърдението ми, че Земята е Рай, защото по дефиниция Раят е място, обитавано само от божествата и блажените мъртви. Наистина ли смятах, че Ню Орлийнс, или който и да е друг голям град, може да се нарече райско кътче? Дрипави бездомни жени и деца, живеещи по улиците; толкова мръсен въздух, че не може да се каже дали изобщо съществуват звезди; реки и езера, така замърсени, че ги обитават само страховити непознати форми на живот. Тази Земя е Рай? Тук живеят божествата? Той ги познава!

Отговорът на тези въпроси е: да, да и вярвам, че ги познавам. Всъщност, за да съм напълно откровен, трябва да призная, че не познавам всички божества лично, защото не познавам всеки от вас. За Бога, вие сте повече от шест милиарда! И за да съм още по-честен, не познавам и всички членове на растителното и животинското царство, но вярвам, че Бог е и във всеки от тях.

Както би казал Тим Тейлър от сериала „Тул Таим“: „Я не ме будалкай! Той наистина ли твърди, че Бог е в самите хора!“

Ами… да, така е. Разбира се, не съм първият, който го твърди. В Битие е написано, че сме сътворени по Божи образ и подобие. Да, аз, заклетият рационалист, сега пък цитирам Иисус, Буда и Руми. Преминах през всички етапи – от редукционистки, научен поглед към живота до духовен поглед. Направени сме по образ и подобие на Бог и трябва да върнем Светия Дух обратно в уравнението, ако искаме да подобрим физическото и духовното си здраве.

Тъй като ние не сме безпомощни биохимични машини, да гълтаме хапче всеки път, когато сме психически или физически зле, не е решение. Лекарствата и операциите са мощни оръжия, когато не се злоупотребява с тях, но идеята, че само хапчето помага, е изцяло погрешна. Всеки път, когато тялото поема някакво лекарство, за да бъде коригирана функцията А, неизбежно се потискат функции Б, В и Г. Не хормоните, влияещи на гените, и невротрансмитерите контролират тялото и съзнанието ни; нашите убеждения управляват телата, умовете, а следователно и живота ни… Имайте малко вяра!

Забележка: Номерата които виждате до заглавията са по ред на публикациите, за да Ви е лесно да ги намирате в търсачката, и не отговарят на страниците. Забележката важи за всички публикации където има * и число * в заглавието.

източник: http://www.spiralata.net/

Магията на клетките – дежа вю

За щастие намерих изход от ситуацията, като предприех кратко бягство в медицинското училище на Карибите. Знаех, че проблемите ми няма да изчезнат, като се преместя там, но когато самолетът се стрелна сред сивото облачно небе над Чикаго, започна да ми изглежда точно така. Прехапах устните си, за да попреча на усмивката си да прерасне в бурен смях. Изпитвах такава радост, сякаш бях на седем години и за първи път откривах страстта на живота си, магията на клетките. Настроението ми стана още по-добро в пътническия шестместен самолет на път за Монтсерат – малък остров (104 км²) в Карибско море. Ако някога е съществувала Райската градина, то тя сигурно е приличала на моя нов дом, издигащ се насред блестящото лазурносиньо море като гигантски шлифован смарагд. Когато кацнахме, ухаещият на гардении бриз, който се носеше над асфалта на пистата, ме опияни.

Местен обичай беше часовете по залез слънце да бъдат посветени на тихо съзерцание, традиция, която аз с готовност възприех. При отлитането на всеки един ден аз с нетърпение очаквах божественото светлинно шоу. Къщата ми, която се намираше върху една скала на 150 метра над океана, гледаше право на запад. Лъкатушеща пътека минаваше през покрита с дървета и пълна с папрати пещера и водеше към водата. На дъното на пещерата процеп в стената от жасминови храсти разкриваше уединен плаж, където правех още по-разкошен вечерния си ритуал, отмивайки от себе си деня с няколко дължини в топлата вода. След плуването натрупвах пясък и си правех удобна лежанка, облягах се и гледах как слънцето потъва бавно в морето.

На този отдалечен остров бях далеч от суетата и свободен да виждам света без заблудата на догматичните схващания на цивилизацията. Отначало не спирах да премислям и критикувам катастрофата, която представляваше живота ми. Но скоро критикът в главата ми спря да дава оценки за четиридесетгодишния ми живот. Започнах да си припомням какво е да живееш в мига и за мига, как съм се чувствал в безгрижното си детство. Отново да изпитвам удоволствието от това, че съм жив.

Станах повече човек и по-човечен, докато живях на този райски остров. Освен това станах и по-добър клетъчен биолог. Почти цялото си формално научно образование бях получил в стерилни, безжизнени класни стаи, аудитории и лаборатории. Обаче, след като веднъж вече се бях потопил в разнообразната карибска екосистема, аз започнах да гледам на биологията като на жива, дишаща, цялостна система, а не като на колекция от отделни видове, споделящи едно общо парче земя.

Тихото съзерцание на подобните на градини островни джунгли и гмуркането сред скъпоценните коралови рифове ми откриха изумителното единство между растенията и животните на острова. Те живееха в деликатно динамично равновесие не само с другите форми на живот, но и с физическата околна среда. Не борбата за живот, а хармонията в нея ми говореше, докато седях в Райската градина на Карибите. Убедих се, че съвременната биология обръща твърде малко внимание на важната роля на сътрудничеството, тъй като дарвинистките й корени наблягат на конкурентната природа на живота.

За съжаление на колегите ми от Университета на Уисконсин, аз се върнах там като краен радикал, който поставя под съмнение свещените фундаментални схващания на биологията. Дори започнах открито да критикувам Чарлз Дарвин и неговата теория за еволюцията. В очите на повечето биолози поведението ми беше равносилно на това свещеник да нахлуе във Ватикана и да заяви, че папата е мошеник.

Мога да простя на колегите си, че когато напуснах заеманата от мен длъжност, за да изпълня детската си мечта да свиря в рок група и тръгнах на турне, те заключиха, че кокосов орех ме е ударил по главата. Открих Яни, който после стана голяма знаменитост, и заедно с него продуцирахме лазерно шоу. По-късно обаче разбрах, че имам много по-големи заложби в преподаването и изследователската дейност, отколкото в продуцирането на концерти. Приключих с кризата на средната възраст, която ще обрисувам в много по-болезнени детайли в някоя от следващите глави, като се отказах от музикалния бизнес и се върнах на Карибите, за да преподавам отново клетъчна биология.

Последната ми спирка в традиционните научни среди беше в медицинския факултет на Станфордския университет. По това време вече бях непоколебим защитник на „новата“ биология. Бях поставил под въпрос не само Дарвиновата теза за еволюцията „по-силният оцелява“, но и Главната догма на биологията – убеждението, че гените управляват живота. Тази научна предпоставка има един основен пропуск – гените не могат да се включват и изключват сами. Казано на научен език, гените не се „самоактивират“. Нещо в заобикалящата ги среда трябва да задейства тяхната активност. Въпреки че този факт вече беше установен от модерната наука, учените-традиционалисти, заслепени от генетичната догма, просто го пренебрегваха. Това, че нескрито се противопоставях на Главната догма, ме превърна в нещо повече от научен еретик. Не само че бях кандидат за отлъчване, а направо си плачех за изгаряне на клада!

На една лекция по време на събеседването ми за работа в Станфорд обвиних членовете на факултета, много от които международно признати авторитети в областта на генетиката, в това, че с нищо не отстъпват на религиозните фанатици заради факта, че защитават Главната догма въпреки доказателствата срещу нея. След богохулните ми изявления залата изригна във викове на недоволство и си помислих, че с кандидатстването ми за работа е свършено. Вместо това моите прозрения, засягащи механиката на новата биология, се оказаха толкова интригуващи, че получих мястото. С подкрепата на някои видни учени в Станфорд, и особено на ръководителя на Катедрата по патология д-р Клаус Бенш, събрах кураж да упорствам в идеите си и да ги приложа при проучванията си върху клонирани човешки клетки. За изненада на всички експериментите ми напълно подкрепиха алтернативния поглед към биологията, който проповядвах. Публикувах две статии върху това изследване и напуснах преподавателската кариера, този път завинаги (Lipton, et al, 1991,1992).

Напуснах, защото въпреки подкрепата, която имах в Станфорд, чувствах, че никой не чува посланието ми. Оттогава насам се провеждат изследвания, които постоянно доказват скептицизма ми към Главната догма и първенството на ДНК в контрола над живота. Всъщност епигенетиката, науката, изучаваща молекулярните механизми, посредством които заобикалящата среда контролира дейността на гените, днес е една от най-активните области за научни изследвания. Отскоро привличащата вниманието роля на заобикалящата среда при регулирането на дейността на гените беше център на моите изследвания върху клетките преди двадесет и пет години, далеч преди да се появи епигенетиката (Lipton 1977а, 19776). Това ми носи интелектуално удовлетворение и в същото време знам, че ако преподавах и провеждах проучвания в медицинска академия, колегите ми все още щяха да се чудят дали кокосов орех не ме е ударил по главата, защото през последните десет години съм станал още по-краен в отношението си към академичните стандарти. Пълната ми отдаденост на новата биология се превърна в нещо много повече от интелектуално упражнение. Убеден съм, че клетките не само ни показват на механизмите на живота, но и ни учат как да го изживеем пълноценно.

Според консервативната наука този начин на мислене несъмнено би ми спечелил безумната награда „Д-р Дулитъл“ за антропоморфизъм или за да съм по-точен, за цитопоморфизъм – заради това, че разсъждавам като клетка, но според мен това е „а“-то и „б“-то на Биологията. Вие сигурно гледате на себе си като на самостоятелен индивид, но в качеството си на клетъчен биолог мога да ви кажа, че в действителност тялото ви представлява взаимоспомагателно общество от около петдесет трилиона отделни граждани – клетки. Почти всички клетки, които съставляват тялото ви, са подобни на амеби отделни организми, които са разработили взаимна стратегия за общото си оцеляване. Казано по-просто, човешките същества са само следствие от „колективното съзнание на амебите“. Както националността отразява общите черти на гражданите, така и човешкото в нас трябва да отразява основната природа на нашите клетъчни общества.

Забележка: Номерата които виждате до заглавията са по ред на публикациите, за да Ви е лесно да ги намирате в търсачката, и не отговарят на страниците. Забележката важи за всички публикации където има * и число * в заглавието.

източник: http://www.spiralata.net/

Увод – Вълшебните клетки

Бях във втори клас, когато в часа на госпожица Новак се качих върху една малка кутия, за да мога да стигна достатъчно високо, за да погледна през окуляра на микроскопа. Уви, бях прекалено близо, за да мога да видя нещо различно от светло петно. Най-накрая се успокоих и успях да чуя инструкциите да се отдръпна от окуляра. И тогава се случи едно събитие толкова драматично, че промени целия ми живот занапред. Едно чехълче изплува върху полето. Бях хипнотизиран. Силната врява на останалите деца утихна, изчезна и училищната миризма на току-що подострени моливи, нови пастели и пластмасови несесери с картинка на Рой Роджърс. Цялото ми тяло беше парализирано от извънземния свят на тази клетка, която за мен беше дори по-вълнуваща от днешните филми с компютърно генерирани специални ефекти.

В наивното си детско съзнание аз виждах този организъм не като клетка, а като микроскопична личност, мислещо, чувстващо същество. Струваше ми се, че вместо да се движи безцелно, този малък едноклетъчен организъм има своя мисия, въпреки че не знаех каква точно е тя. Безмълвно съзерцавах чехълчето докато то неуморно се движеше из подложката от водорасли. Докато го наблюдавах задълбочено, огромният псевдопод на една ганглиева амеба започна да се промъква в полето.

Точно тогава посещението ми в този миниатюрен свят внезапно приключи, защото Глен, побойникът на класа, ме събори от кутията, понеже на свой ред искаше да погледне през микроскопа. Опитах се да привлека вниманието на госпожица Новак, надявайки се, че „нарушението“ на Глен ще ми даде възможност на още един „наказателен удар“ към микроскопа. Но оставаха само няколко минути до обяд, а и другите деца на опашката се блъскаха за ред. Веднага след училище се прибрах на бегом у дома и развълнувано разказах на мама за приключението си с микроскопа. Приложих всички трикове за убеждаване, които владее едно седемгодишно дете – врънках, умолявах и накрая придумах някак майка си да ми купи микроскоп, за да прекарвам часове, хипнотизиран от онзи странен свят, до който можех да се докосна само чрез чудото на оптиката.

По-късно, по време на докторантурата си, минах на по-високо ниво с електронен микроскоп. Предимството му пред обикновения микроскоп е в това, че е хиляди пъти по-мощен. Разликата помежду им е като тази между телескопите за наблюдение, в които туристите пускат по 25 цента, за да разглеждат забележителностите, и изпратеният в орбита телескоп „Хъбъл“, който предава изображения от далечния космос. Да премине към използването на електронен микроскоп в лабораторната си работа е истинско посвещаване в рицарство за амбициозния биолог. Преминаваш през черна въртяща се врата, подобна на онези, които отделят тъмните стаички за проявяване на снимки от осветените работни пространства.

Помня първия път, когато стъпих върху въртяща се врата и започнах да я бутам. Бях в тъмнината между два свята – животът ми на студент и бъдещето ми като научен изследовател. Когато вратата се завъртя, се оказах в широка, тъмна стая, слабо осветена от няколко червени фотографски лампички. Докато очите ми се адаптираха към слабата светлина, аз постепенно започнах да изпитвам страхопочитание към това, което стоеше пред мен. Червените светлинки зловещо се отразяваха върху огледалната повърхност на солидна, дебела около тридесет сантиметра хромирана стоманена колона от електромагнитни лещи, която се издигаше до тавана в средата на стаята. В основата й, разпростираща се и от двете и страни, стоеше голяма контролна конзола. Тя приличаше на контролното табло на „Боинг 747″, отрупана с превключватели, светещи измервателни уреди и многоцветни лампички. Огромни снопове от подобни на пипала захранващи кабели и въздушни тръби излизаха от основата на микроскопа като коренище на стар дъб. Звукът от дрънчащите смукателни помпи и свистенето на машините за охлаждане изпълваше въздуха. Струваше ми се, че току-що се бях телепортирал в командната зала на кораба „Ентърпрайс“[1]. Явно това беше почивният ден на капитан Кърк, защото на пулта за управление стоеше един от моите преподаватели, който се занимаваше със сложната процедура по въвеждането на образец от тъкан в безвъздушната камера в средата на стоманената колона.

Докато минутите летяха, аз изпитах познатото усещане от онзи ден във втори клас, когато за първи път видях клетка. Накрая някакъв зелен флуоресциращ образ се появи върху фосфорния екран. Присъствието на тъмно оцветените клетки едва се долавяше в меките сектори, които бяха уголемени около тридесет пъти. След това постепенно приближението се увеличи. Отначало със 100 пъти, после с 1000 и накрая с 10 000 пъти нормалния размер. Когато най-сетне достигнахме до изкривяване на образа, клетките бяха увеличени повече от 100 000 пъти. Това наистина беше „Стар Трек“, но вместо да летим в космоса навлизахме дълбоко във вътрешното пространство, където „човешки крак не е стъпвал“. В един момент наблюдавах миниатюрна клетка, а след секунди се озовах навътре в нейната молекулярна структура.

Не можех да скрия благоговението си пред факта, че съм на крачка да премина на следващото ниво в науката. Усещаше се и вълнението ми, че съм посочен като почетен помощник капитан. Поех контрола в свои ръце, за да прелетя над този извънземен клетъчен пейзаж. Професорът беше мой екскурзовод, който ми показваше забележителностите: „Ето една митохондрия, това е апаратът на Голджи, ей там има ядрена пора, това е колагенова молекула, онова е рибозома.“

До голяма степен треската, която ме завладя, се дължеше на това, че се възприемах като пионер, който прекосява територия, невиждана досега от човешко око. Докато оптичният микроскоп ми даваше възможност да виждам клетките като живи същества, електронният ме изправи лице в лице с молекулите, които лежат в основата на самия живот. Знаех, че в цитоархитектониката на клетката са заровени тайни, които могат да разплетат мистериите на живота.

За миг люковете на микроскопа се превърнаха в кристална топка; в призрачната зелена светлина на флуоресцентния екран видях своето бъдеще. Разбрах, че ще стана клетъчен биолог и че ще насоча проучванията си към разнищването на всяка подробност от ултраструктурата на клетките, за да прозра тайните на техния живот. Както вече бях научил по време на докторантурата, структурата и функциите на живите организми са дълбоко свързани. Бях сигурен, че съпоставяйки микроскопичната анатомия на отделната клетка с нейното поведение, ще достигна до прозрения за природата на Природата. Докато учех в университета, след това по време на докторантура и през цялата си кариера на професор по медицина, бях посветил всяка своя минута на изучаването на молекулярната анатомия на клетката, защото ключът към нейните функции се крие в структурата й.

Изследванията ми върху „тайните на живота“ ме отведоха до кариерата на изследовател на особеностите на клонираните човешки клетки, отгледани в тъканни култури. Десет години след прекия ми сблъсък с електронния микроскоп вече бях член на преподавателския състав на престижната медицинска академия към Университета на Уисконсин, ползвах се с международно признание за проучванията си върху клонирането на стволови клетки и бях уважаван преподавател. Бях преминал на по-мощни електронни микроскопи, които ми позволяваха да правя чрез компютърна осева томография триизмерни, подобни на сканиране, разрези на организмите, и така се озовавах лице в лице с молекулите, които стоят в основата на самия живот. Въпреки че оръдията на труда ми ставаха все по-сложни, подходът ми не се промени. Никога не загубих убеждението, което имах на седем години, че животът на клетките, които изучавам, има своето предназначение.

За жалост, не бях така убеден в смисъла на собствения ми живот. Не вярвах в Господ, въпреки че, признавам си, понякога ме забавляваше мисълта, че има Бог, който контролира света с изключително извратено чувство за хумор. Все пак бях биолог традиционалист, за когото дали Бог съществува е излишен въпрос: животът е следствие на чиста случайност, раздадена силна карта или, за да съм по-точен, случайно хвърляне на генетичните зарове. Мотото на нашата професия още от времето на Чарлз Дарвин е: „Бог ли? Не ние притрябвал никакъв Бог!“

Не че Дарвин отрича съществуването на Бог. Той просто твърди, че случайността, а не Божият пръст, е отговорна за особеностите на живота на Земята. В книгата си от 1859 г. „Произход на видовете“ Дарвин казва, че характерните черти се предават от родителите на техните деца. Той твърди, че „наследствените фактори“, предавани от родителя на детето му, контролират особеностите на живота на конкретния индивид. Това проникновение провокира учените да правят усърдни опити да разнищят живия организъм до най-миниатюрната му частица, защото в структурата на клетката са очаквали да открият наследствения механизъм, който управлява живота.

Тези проучвания достигат забележителни резултати, когато преди петдесет години Джеймс Уотсън и Франсис Крик обясняват структурата и функциите на двойната спирала на ДНК, материалът, от който са направени гените. Най-сетне учените установяват същността на „наследствените фактори“, за които Дарвин е писал през XIX в. Жълтите вестници тръбят навсякъде за прекрасния нов свят на генното инженерство и неговите обещания за бебета по поръчка и вълшебни лекарства. Ясно помня огромните заглавия по първите страници в този паметен ден през 1953 г.: „Тайната на живота е разбулена“

Подобно на таблоидите, и биолозите веднага застанаха на страната на победителите. Механизмът, по който ДНК контролира живота на организмите, се превърна в основна догма на молекулярната биология, старателно провеждана в учебниците. В дългия дебат на тема „Природата срещу средата“ везните категорично се наклониха към природата. Отначало ДНК се смяташе за отговорна единствено за физическите ни особености, но после започнахме да смятаме, че заедно с това гените контролират емоциите и поведението ни. Така че, ако сте родени с дефектен ген на щастието, можете да сигурни, че животът ви ще бъде нещастен.

За жалост, аз смятах, че съм един от онези хора, обречени на липсващ или мутирал ген на щастието. Бях замаян от безжалостна поредица омаломощаващи ме емоционални крошета. След дълга и болезнена битка с рака почина баща ми. Аз бях основният човек, който се грижеше за него, и бях прекарал последните четири месеца в полети на всеки три-четири дни между Уисконсин, където работех, и дома му в Ню Йорк. Докато не бях до смъртния му одър, се опитвах да поддържам изследователска програма, да преподавам и да кандидатствам за подновяване на основната субсидия за Националния институт по здравеопазване.

И за да е още по-голям стресът, се намирах насред емоционално изтощителен и финансово унищожителен развод. Средствата ми стремглаво се изпаряваха, докато съдебната система беше сякаш минала на моя издръжка. Бях икономически нестабилен и бездомен, в един момент всичките ми притежания можеха са се съберат в един куфар, живеех в мизерен „градински“ жилищен комплекс. Повечето от съседите ми се надяваха да повишат жизнения си стандарт, като се преместят в каравана. Аз направо се страхувах от съседите си. Още през първата седмица от пребиваването ми там разбиха апартамента ми и ми откраднаха аудиоуредбата. На следващата седмица високият над метър и осемдесет и около метър широк Буба почука на вратата ми. Той държеше бутилка бира в едната си ръка, а с другата човъркаше зъбите си с голям пирон и искаше да знае дали имам упътване за касетъчния дек.

Върхът на всичко беше денят, в който метнах телефона си през стъклената врата на кабинета си, строшавайки надписа „ д-р ф. н. Брус X. Липтън, доцент по анатомия, Медицински факултет, Университет на Уисконсин“ с вик: „Изведете ме от тук!“ За този срив спомогна телефонно обаждане от един банкер, който възпитано, но категорично заяви, че не може да удовлетвори молбата ми за ипотека. Беше като сцена от филма „Думи на обич“, когато Дебра Уингър отговаря на надеждите на съпруга си за заем: „В момента нямаме достатъчно пари да покрием сметките си. Да вземем заем означава, че от тук нататък парите никога няма да ни стигат!“

[1] Космическия кораб от научно-фантастическия телевизионен сериал „Стар Трек“ – Б.р

Забележка: Номерата които виждате до заглавията са по ред на публикациите, за да Ви е лесно да ги намирате в търсачката, и не отговарят на страниците. Забележката важи за всички публикации където има * и число * в заглавието.

източник: http://www.spiralata.net/