Hvorfor ligner vi ikke søpølser?

Forskere er i fuld gang med at kortlægge organismers genetiske materiale, men der langt til at forstå deres rumlige organisation.

Af Robin Engelhardt

Er mennesket en maskine? Er vores krop kun et værktøj, for at vores gener kan overleve den dødelige materie? Er den information, som vores gener koder, et synonym for vor sjæl? Er vi det papir, en ukendt fortælling bliver skrevet på?

Denne slags spørgsmål og tvivl går man nu om dage til en molekylærbiolog for at få svar på. Det er ikke længere præsten, som kigger dig dybt i øjnene med et kors i hånden, og det er heller ikke lægen, som kigger dig dybt i munden med en pind i hånden - nej, det er genetikeren, der tapper en dråbe blod, centrifugerer, analyserer og udlæser den streng af baser, som udgør de informationsbærende dele af dit DNA. Du er fuldstændig gennemskuet, for dine baser koder for dine aminosyer, som danner dine proteiner, som koder for dine kropsfunktioner, som koder for dine hormoner, dine impulser, følelser, vilje...

Nu skal man ikke fortvivle, for dette er heldigvis kun en karikatur af det nye genocentriske verdensbillede, men vi har trods alt kun set starten. Det første virus, som blev kortlagt fundstændigt, var
det lille phi-x; kun 5.386 baser - hver repræsenteret ved et bogstav - skulle der til. Andre fulgte, og nu har man fundet den komplette genetiske sekvens af en bakterie - `Haemophilus influenzae%. Kræet er énmillionottehundredeogtredivetusindogethundredeogsyvogtredive baser langt, men man skal af den grund nok ikke regne med at slippe for dets smittsomme egenskaber. Men når en eller anden digeter nu alligevel ligger syg i sengen, kunne vedkommende nemt hente sekvensen hjem på computeren via internettet, og snøftende filosofere over dens effektivitet. Adressen er: http://www.tigr.org, hvis det skulle interessere nogen.

"Den basale essens af en levende ting" kalder The Economist i sin seneste udgave denne sekvens af bogstaver. Den uheldige reduktionisme dette udsagn kunne udtrykke, skal man sikkert ikke klantre videnskabsmændene for, da de udemærket ved, at der skal mere til for at komme fra en kode til et æg, og fra et æg til en differentieret embryo. Det er måske Jurasic Parc Syndromet, som har fanget os: man husker måske, at der i filmen forekommer en lille tegnefilm med en lang pædagogisk indføring i, hvordan videnskabsmænd finder frem til dinosaur-DNA ud fra noget blod, der er fanget i gammelt rav. Man sekventerer og lapper hist og pist, og efter man har genskabt det komplette DNA - vupti: ser vi et dino-æg foran os, som er lige ved at blive klækket. At der var et lille spring i argumentationskæden, lagde man næsten ikke mærke til.

Det menneskelige genom - ca. tre milliarder baser langt - vil ved hjælp af det internationale projekt gennem HUGO (Human Genome Organization) formentlig også blive tilgængelig inden en overskuelig fremtid. HUGO vil sikkert fremkalde en masse ængstelser, som ikke har den mindste relation til virkeligheden, men på en eller anden måde har mange mennesker fået den opfattelse, at gener haren enestående kraftig indflydelse på vores liv. Til den tid vil astrologer måske blive nød til at overveje, om de ikke skulle skifte métier og blive "genologer", som den berømte Madame Rosa, med speciale i gen-tydning og kromo-healing.

I virkeligheden er hovedmotivationen bag HUGO ikke en ny krænkelse af den menneskelige selvforståelse, men den mere "ydmyge" forståelse af, hvordan de detaljerede egenskaber og strukturer i organismerne er grundlagt i generne. Man vil finde frem til "det komplette sæt af instruktioner for udviklingen", som en af deltagerne i projektet, C.Delisi, udtrykker det, hvilket nu ikke lyder særlig ydmygt..

Men spørgsmålet er, om DNA kan forklare det hele. Som eksempel kunne man trække de morfogenetiske spørgsmål frem, dvs. problemet om skabelsen af biologiske mønstre og den rumlige form af organismer. Den engelske biolog C.H.Waddington mente eksempelvis, at DNA ikke kunne være hele årsagen til formdannelsen, og derfor fremsatte nogle ideer om morfogenetiske felter. Ligeledes har den canadisk fødte biolog Brian Goodwin argumenterert for, at tredimensionale processer har et informativt indhold, som der ikke kodes for i DNA. Endelig har den engelske biolog Lewis Wolpert, som har fremsat den nu vidt accepterede teori om `positional information%, dvs. om cellens evne til at aflæse koncentrationsforskelle til at skabe rumligt velordnede arragementer.

En af de største udfordringer for genetikken er altså forståelsen af morfogenesen - ændrig i form - i levende organismer. Hvordan kommer du fra en genetisk kode til en rumlig velafgrænset og selvorganiserende struktur? Er dino-æget muligt? Kan vi lave vores egen influenzabakterie?

Det umiddelbare udgangspunkt for en molekylærbiolog à la HUGO er en undersøgelse af, hvilke gener der er ansvarlige for, at et bestemt mønster dannes i en embryo frem for et andet. "Et af de mest betydningsfulde opdagelser indenfor biologien i de sidste par årtier var, at de fleste dyr, hvis ikke alle, deler en fælles familie af gener, kaldt Hox gener, som viser sig at have stor indflydelse på alle dyrs morfologiske byggeplan." skriver Sean B. Carroll fra Howard Hughes Medical Institute i Wisconsin.

Det forskningsprogram man så i praksis iværksætter, består mestendels i genmanipulation af dyr, typisk en bananflue ved navn Drosophila eller også normale mus, hvor en bestemt genetisk ændring af disse Hox gener kan resultere i, at dyret udvikler vinger istedet for øjne, eller otte ben istedet for fire - på hovedet.

Mus uden fødder, og med eller uden parabolantenne - alt, ja næsten alt kan lade sig gøre. At dette blot kan forekomme som en mere sofistikeret form for lemlæstelse af kroppen, end den lægevidenskaben mere konkret har praktiseret de sidste par århundreder, skal vi lade stå ukommenteret her, men det er tydeligt, at grundtanken i denne forskning består i en antagelse om, at der findes en én-til-én korrespondance mellem et gen og en udviklet egenskab.

Nye undersøgelser viser dog, at dette er et alt for simpelt billede af virkeligheden. Et gen kan nemlig optræde i mange sammenhænge, og omvendt kan en sammenhæng skyldes mange forskellige gener. Den faktiske mønsterdannelsesproces, som man har iagttaget i den tidlige evolution, har en meget dybere årsag end et enkelt `mønstergen%, og derfor er disse homeoboxgener ikke mønstergener som sådan, men snarere passende kontrolgener, som giver systemet en egenskab afmeget høj kooperativitet, eller ikke-linearitet, som derefter giver hele systemet mulighed for spontant at udvikle mønstre som en dynamisk proces ud fra nogle simple fysiske mekanismer, det intet direkte har med generne at gøre.

Disse Hox-gener har nemlig specielt to nævneværdige egenskaber. Den første består i, at de kan samle sig i store kooperative enheder, og den anden i den sære omstændighed, at alle kendte højerestående dyr bruger den samme rækkefølge af bestemte Hox-gener ("zootypen") i udviklingen.

Det store spørgsmål er så: hvordan kan dyr, som har den samme sekvens af disse gener se så forskellige ud? Med andre ord: hvorfor ligner vi ikke søpølser, når vi nu har de samme arkitekt-gener som dem?

Sean B. Carroll må derfor antage, at "Hox-generne kun koder for relative positioner på forskellig måde, og ikke for nogle specifikke strukturer." Og her mødes man så, for den "måde" dette kunne ske på, giver den nye tilgang nemlig et bud på: Ved en opbygning af høj kooperativitet imellem proteiner og gener, kan der etableres en selvorganiseret struktur, der virker globalt i en embryo, hvor den ene ende ved, hvad den anden gør.

Derefter kan mere specialiserede reguleringsmekanismer gå i gang med at fortsætte differentieringen", siger Axel Hundig, lektor i teoretisk kemi og tilknyttet centret for Kaos og Turbulens Studier (CATS) ved Københanvs Universitet. De fysisk-kemiske mekanismer, der kunne ligge til grund for denne création er "autokatalytiske reaktions-diffusions systemer", som er et forskningsfelt tæt knyttet til de nye videnskaber om kaos, kompleksitet og ikke-lineær dynamik.

Begynder det at blive kompliceret? Hvis ja, så var det meningen. Søpølser er nemlig ligesom en Haemophilus influenzae meget mere end en bogstavrække. Det kan godt være, at generne er de bogstaver, vores fortælling bliver skrevet med, men at skulle begrænse sig til en grammatisk analyse af disse, ville være ligesom at nøjes med den fordel, en myre måtte have af en død poet.

For at videnskaben kan tackle et problem, må der, som ved alle andre forskningsområder, tages mange forskellige positioner, som hver prepræsenterer et bestemt perspektiv, for derefter muligvis at kunne finde frem til et helhedsbillede, der rammer sandheden bedst.

I eksemplet om den biologiske mønsterdannelse, viser det sig, at det ikke kun er studiet af genregulationer eller studiet af gen-protein vekselvirkninger der har betydning, men også studiet af ikke-lineære kontrolsystemer og studiet af fysisk-kemiske mekanismer. Og hvis man så inkluderer studiet af alle de ting, vi endnu slet ikke har tænkt på, ville tingene måske hurtigt blive så kompliceret som verden selv.

Den måde man ser et problem på, er altid afhængig af den måde man havde tænkt sig at gribe det an på i praksis, og derfor er det vigtigt at være klar over, at det genetiske perspektiv kun er et blandt mange. Og det er også udenfor enhver tvivl, at det er et meget succesrigt og et teknologisk produktivt perspektiv. Hvilket forklarer noget af populariteten. Videnskaben er nemlig i høj grad også en kamp om markedsandele, og hvis et bestemt budskab, som tilmed er tilpas simpelt, først får fodfæste i en bredere offentlighed, tenderer det hele til at blive en storteori med en forklaringskraft der ligner en verdensanskuelse.

Man mindes den fjernsynsretssag i 1993 i USA, hvor en forsvarer plæderede for formildende omstændigheder, idet den mordanklagede havde et ekstra Y-kromosom, og derfor var "genetisk prædisponeret til at dræbe".

At skænke den mulighed en tanke, er allerede at have optaget genocentrismen i sig selv en smule.

0 comments:

There was an error in this gadget