چگونه تصاویری بزرگ از دریایی از اطلاعات زیستی ظهور خواهند کرد ؟

زیست شناسی مملو از اطلاعات توصیفی است- و هر روز نیز بر مقدار این اطلاعات افزوده می شود. روش های در سطح كلان جست وجوی نمونه ها، مثل توالی DNA، ریزآرایه ها و مطالعات ماشینی كاركرد ژن ها در حال اضافه كردن اطلاعات جدیدی به دریای اطلاعات ما هستند. بسیاری از زیرمجموعه ها از بیومكانیك تا بوم شناسی دیجیتالی شده اند و در نتیجه مشاهدات ما نیز دقیق تر و فراوان تر شده اند. اما سئوالی كه در اینجا می توان مطرح كرد این است كه آیا دانشمندان از این سیلاب عظیم اطلاعات ژنتیكی می توانند برای پی بردن به چگونگی كار سیستم ها و موجودات زنده استفاده كنند یا خیر؟ در وهله نخست تمامی این اطلاعات می بایست بررسی، ساماندهی، جمع آوری و از همه مهم تر به شیوه ای با یكدیگر ادغام شوند كه بتوانند به دانشمندان در ارائه پیش بینی های لازم بر اساس اصول كلی كمك كنند.
وارد زیست شناسی سیستم ها می شویم. این سیستم با بی دقتی تعریف شده و درصدد یافتن راهی برای حركت به سمت جلو است، این روشی كه جدیداً به دست آمده به اتصال نقاطی كه از ده ها مشاهده مولكولی، سلولی، ارگانیسمی و حتی زیست محیطی به دست آمده اند، كمك می كند. طرفداران زیست شناسی سیستم ها درصددند كه با اتكا به علوم ریاضی، مهندسی و كامپیوتر زیست شناسی را كمی تر ساخته و یك چارچوب محكم و استوار برای ارتباط یافته های بسیار متفاوت و مختلف بیابند. آنها معتقدند این روش تنها راهی است كه می تواند به حركت رو به جلوی ما كمك كند. آنها پیشنهاد می دهند كه زیست پزشكی در این میان بیشترین سود را خواهد برد.زیست شناسی سیستم ها بیشترین كمك را از تكمیل توالی ژنوم انسان كسب كرد. تمامی تلاش های صورت گرفته در این زمینه یك نتیجه كلی داشته است و آن هم این است كه در حال حاضر توالی به یك واقعیت ثابت و در عین حال بسیار مشكل تبدیل شده است. بیوشیمی وراثت انسان تعریف و اندازه گیری شده است. و این مسئله موجب شده است كه دانشمندان به تلاش برای ایجاد دیگر ابعاد حیات ترغیب شوند. متخصصین ژنتیك مولكولی آرزو دارند كه روزی بتوانند نگاه كامل مشابهی را به شبكه هایی داشته باشند كه ژن ها را كنترل می كنند: به عنوان مثال، آنها مایلند قوانینی را شناسایی كنند كه قادرند توضیح دهند چگونه یك توالی DNA تحت شرایط مختلف می تواند به پروتئین های مختلفی بیان شود، یا مقادیر متفاوتی از پروتئین ها را بیان كند. زیست شناسان سلولی درصددند الگوهای ارتباطی پیچیده رسم شده به وسیله مولكول هایی كه سلامتی یك سلول را برای ایجاد یك مجموعه از قواعد اطلاع رسانی تضمین می كند، كاهش دهند. زیست شناسان تكوینی مایلند كه تصویر جامعی از چگونگی مدیریت جنین در هدایت سلول ها برای به عهده گرفتن یك عملكرد تخصصی در استخوان، خون و بافت پوست داشته باشند. به اعتقاد طرفداران زیست شناسی سیستم ها این معماهای سخت تنها به وسیله زیست شناسی سیستم ها حل خواهد شد. مورد مشابه دیگری كه می توان مطرح كرد در مورد دانشمندان متخصص اعصاب است كه تلاش می كنند خصوصیات ظهوریافته را كه در مدارهای پیچیده مغزی مخفی شده اند، كنترل كنند. برای درك تغییرات اكوسیستم، مثل گرمایش جهانی، بوم شناسان به راه هایی احتیاج دارند كه به كمك آنها بتوانند اطلاعات فیزیكی را به خوبی اطلاعات زیستی كه در ذهن خود به ثبت رسانده اند، تجزیه و تحلیل كنند. امروزه، زیست شناسان متخصص سیستم ها تنها به صحبت كردن در خصوص شبكه های نسبتاً ساده بسنده كرده اند. به عنوان مثال، راه متابولیك در مخمر برای نابودی گالاكتوز، كه یك كربوهیدرات است، ترسیم شده است. دیگران چند ساعت اولیه تكوین جنینی را در توتیای دریایی و دیگر موجودات دریایی با این هدف كه متوجه شوند چگونه فاكتورهای مختلف نسخه برداری بیان ژن را در طول زمان تحت الشعاع خود قرار می دهند، ردیابی كرده اند. پژوهشگران همچنین درصدد توسعه مدل های ابتدایی از شبكه های اطلاع رسانی در سلول ها و مدارهای ساده مغزی هستند. پیشرفت در این كار ممكن است با مشكل بودن تبدیل الگوهای زیستی به مدل های كامپیوتری محدود شود. برنامه های كامپیوتری نسبتاً ساده هستند اما روش های نمایش نتایج به شیوه هایی كه دانشمندان می توانند درك كنند و توضیح دهند نیازمند بهبود است. انستیتوهای جدیدی در سرتاسر جهان در حال جمع آوری تیم هایی از زیست شناسان، ریاضیدانان و متخصصین كامپیوتر هستند تا بتوانند به ایجاد و ترویج زیست شناسی سیستم ها كمك كنند. اما این كار هنوز در مراحل اولیه خود به سر می برد. هیچ كس نمی داند كه آیا كار گروهی متمركز و نیروی كامپیوتری می توانند به دانشمندان این امكان را بدهند كه یك تصویر كامل و سازمان یافته از چگونگی كار حیات ایجاد كنند.

الیزابت پنیسی

منبع : روزنامه شرق