Zadivljujuće otkucavanje

U sunčano jutro jednog četvrtka dva ugledna naučnika sedela su za stočićem jedan preko puta u sali za sastanke Univerziteta Džordžija (SAD) i raspravljala o buđavom hlebu.

Doduše, niko taj izraz nije koristio, u laboratoriji je to je Neurospora crassa (zbog svojih dugih pruga u toku rasta podseća na nervni sistem, pa Neurospora doslovno znači „nervna spora”). Genetičar Džonatan Arnold i računarski fizičar Hajnc-Bernd Šutler nisu, dakle, objašnjavali plesan na hlebu, predmet rasprave bili su biološki (unutarnji) satovi koji, između ostalog, najavljuju svim živim bićima kada je vreme odmora, a kada vreme buđenja.

Istraživači su godinama smatrali da su oni prilično jednostavni, sada novo traganje koje predvode pomenuta dvojica sa saradnicima pokazuje da je broj gena u buđi pod nadzorom biološkog časovnika kudikamo veći neko što je iko pretpostavljao. „Tek sada počinjemo da uviđamo zašto on ima tako dalekosežno dejstvo po organizam”, objašnja sa osetnim uzbuđenjem u glasu Džonatan Arnold. Sposobnost nevidljivog merača vremena da se uključuje i isključuje ne budi samo znatiželju genetičara.

Treperenje organizma

Hajnc-Bernd Šutler, čija je veština u dočaravanju (modelovanje) bila sastavni deo u odgonetanju toga kako časovnik podešava gene, jednako je živahan u pričanju nagovešćujući da istraživanje otkriva neočekivano intelektualno i praktično bogatstvo. „Fizičari vole kada nešto oscilira (treperi)”, dodaje on smešeći se. „Većina organizama koji služe kao uzorak ne treperi, ali ovaj to radi. Pa kad već čini, verujemo da to mora biti važno za njegov opstanak. Osmislili smo nove postupke dočaravanja koje smo želeli da proverimo u novom poduhvatu; ovde smo ga sproveli po koracima i rastegli do same granice.”

Pojam biološkog sata lako razume većina ljudi. Jedni se, na primer, bude veseli, drugi ustaju „na levu nogu”. Jedni ostaju budni celu noć (noćne ptice), drugi odu u krevet pre devet (ležu s kokoškama). Da li je ovo preterano uprošćavanje sveobuhvatne važnosti bioloških časovnika?

Složenost odgovora nekog organizma na biološki sat je, zapravo, zapanjujuća. Nije kao telefonski poziv na koji se gen javi, a potom odgovori (reaguje). Zamislite svoju kuću s deset hiljada telefona koji svi zazvone u isto vreme. Biološki sat, začuđujuće, može da odgovori na sve odjednom i da dâ tačan odgovor na svako postavljeno pitanje.

Traganje naučnika sa Univerziteta Džordžija olakšava da shvatimo kako se unutarnji sat odaziva na sve te pozive i koje važne poruke (informacije) možda stižu sa svakim. To, naravno, zahteva objedinjavanje genetike i biologije, a iziskuje veoma mnogo računarskog oponašanja da bi se pratilo i protumačilo kako se „biloški razgovor” odvija.

Sistemska biologija, kako se zove računarsko modelovanja, napreduje ruku pod ruku s genetikom kao novi uvid u to kako biološke mreže raspredaju gotovo beskonačne i važne poruke.

Pod kontrolom gena

U slučaju nama znane plesni na hlebu, Džonatan Arnold i Hajn-Bernd Šutler otkrili su da je, izgleda, zapanjujućih 25 odsto njenih gena pod kontrolom sata, što ukazuje da stara zamisao da su takvi biološki časovnici samo zanimljiv izum evolucije ne može biti pogrešnija. U suštini, pokazuje se da su oni ključni igrači za zdravlje i dobrobit svih živih bića.

Pre najnovijeg proučavanja u dotičnoj buđi za četiri decenije je pronađeno samo 16 gena koje je usmeravao biološki časovnik. Džonatan Šutler i Hajnc-Bernd Arnold su našli zadivljujućih 295 gena, ali taj broj može biti veoma umeren. „Sada naše računarsko oponašanje možemo upotrebiti u sledećem ogledu, u kojem nećemo posmatrati samo nekoliko gena u plesni, već sve odjednom”, najavljuje Džonatan Arnold, naginjući se unazad i vrteći glavom.

Niko drugi nije koristio takav obrazac u potrazi za genima pod kontrolom biološkog sata, tako da mogućnosti koje će uslediti oba naučnika, inače ozbiljni i prilično tihi ljudi, nagone da se ushićeno uspravljaju u svojim stolicima. Što se bude više napredovalo, traganje će se proširiti i preći na veće uzorke živih stvorenja, recimo na miševe, iz kojih bi nalazi bili primenljivi na ljude.

Ali neće dovesti do toga da noćobdije manje mrze ranoranioce, ali će bar svako moći da zna da je tajna (i odgonetka) u pojedinačnom unutarnjem satu, a te časovnike navijaju samo vlastiti geni.

Zadivljujuće otkucavanje, zar ne?