Helheten er mer enn delene

Systembiologi er studiet av hvordan interaksjoner mellom biologiske komponenter fører til systemets funksjonalitet. Bildet viser forbindelser mellom nerveceller. (Illustrasjon: iStock)

Etter evolusjonsteorien, oppdagelsen av DNA-kjeden og kartleggingen av menneskets genmateriale gjenstår kanskje det mest grunnleggende biologiske spørsmålet: Hva er egentlig liv? Kan de som arbeider med filosofiske problemstillinger knyttet til den ferske displinen systembiologi, bringe oss nærmere svaret?

Av Kenneth Wangen

Samtidig som både samfunnsvitenskapenes og humanioras forhold til biologi diskuteres i de fleste kanaler, er det lett å glemme at det også diskuteres mye innenfor selve biologifaget. De siste årene har for eksempel epigenetikken vist at genene ikke er så rigide som man har trodd og brakt med seg nye problemstillinger. Mange biologer søker et supplement til molekylærbiologien, som har vært det ledende perspektivet siden Watson og Crick avdekket DNA-molekylet i 1953. Særlig systembiologene mener tiden begynner å bli moden for noe nytt. Noen av dem snakker til og med om et paradigmeskifte i biologifaget.

Helt, ikke stykkevis og delt

Hvis systembiologien skulle presenteres så kortfattet at det fikk plass i en SMS, ville den kunne beskrives slik: «Studiet av hvordan interaksjoner mellom biologiske komponenter fører til systemets funksjonalitet. Funksjonalitet er gjerne en systemisk egenskap.» (Alberghina & Westerhoff, 2005, s. 15).

Noen egenskaper kan ikke forstås ved å isolere et enkelt gen, enzym eller protein i laboratoriet. (Kilde: Wikimedia commons/CDC)

Målet er å forstå hvordan funksjonelle egenskaper og atferd i levende organismer oppstår ved bestanddelenes interaksjoner. Premisset som ligger til grunn er at det finnes egenskaper hos organismene som ikke lar seg oppdage og forstå ved at man skillet ut hvert enkelt gen, enzym eller protein og analyserer det i isolasjon. Molekylærbiologisk fremgangsmåte har kartlagt delene, å forstå hvordan de interagerer i sammen i en helhet, er systembiologiens grunnleggende oppgave.

«Alt er tallet 42»

Det er lett å få assosiasjoner når man leser et par introduksjonskapitler til systembiologi. «Helheten er mer enn delene», lød mottoet til 1920-tallets gestaltpsykologer, som ville undersøke mentale fenomener som noe mer enn en summen av elementære enheter. Den holistiske tankegangen kan henlede tankene enda lenger tilbake. Til de tyske idealistene og begrepet Aufhebung: å oppheve motsetningene i naturen for å kunne forstå den som et hele. Selv den biologiske vitalisten Henri Bergson kan dukke opp – med sin kontrastering av livet forstått som en melodi, til forskjell fra livet oppfattet som enkelttoner.

Gry Oftedal. (Kilde: PSBio)

Mest av alt tenker man naturligvis på science-fiction-romanen Hitchhiker’s Guide to the Galaxy, der en gruppe hyperintelligente vesener ønsker å få svar på det det evige spørsmålet om livet, universet og alt. De bygger en supercomputer spesielt for dette formålet, døper den Deep Thought og stiller forventningsfullt spørsmålet. Datamaskinen svarer at den trenger noe tid til å generere svaret. 7,5 millioner år senere kommer det kvalitetssjekket ut. Svaret er 42.

For det som virkelig gjør at systembiologien tilfører biologifaget noe nytt, er bruken av supercomputere for å simulere de prosessene som skjer i en celle over et bestemt tidsrom. Dette er det biologer, matematikere og informatikere som gjør.

PSBio – Philosophical foundations for Systems Biology, et nordisk vitenskapsfilosofisk samarbeid, jobbes det med filosofiske spørsmål knyttet til systembiologisk forskning. Salongen har snakket med postdoktor Anders Strand ved Institutt for filosofi, ide- og kunsthistorie og klassiske språk (IFIKK) og forskningsleder ved PSBio, Gry Oftedal, for å høre litt mer om hva det innebærer.

Store ord, mindre innhold

Vi stiller Strand det litt uhøytidelige spørsmålet. Er svaret på livets gåte 42? Er det et annet tall eller en ligning? Han svarer straks at en del matematikere faktisk gjør simuleringer i håp om å komme frem til universelle lover og at de kan formuleres i form av ligninger, om ikke et tall. Men det kommer raskt frem at både han og Oftedal har et mer pragmatisk syn på systembiologien.

Men det finnes systembiologer med ambisjoner om at disiplinen skal kunne gi oss bedre innsikt i hva det faktisk vil si at noe er levende og ikke dødt. Mange biologer mener fortsatt at faget ikke har noe annet teoretisk rammeverk enn det som tilhører fysikken, slik at dets fremgangsmåte er å kartlegge de minste byggesteinene. Det har molekulærbiologene gjort de siste tiårene. Systembiologen Fred C. Boogerd skriver ikke bare at disiplinen han forfekter har mulighet til å tilføre faget et eget fundament, men at den til og med kan utvikle seg til å bli et autonomt fag, innenfor dagens biologifag.

Forskeren som bidragsyter

Den japanske biologen Kunihiko Kaneko gjør at man ikke helt vet om man har forlatt systembiologien og beveget seg over i det universet som er beskrevet i Hitchhiker’s Guide to the Galaxy. Han er ute etter «de universelle trekkene som alle mulige organismer må besitte, uten å begrense det til de uttrykkene som evolusjonen tilfeldigvis har ført til på denne planeten». (LIFE: An introduction to Systems Biologi, s. 38).

Anders Strand. (Kilde: UiO)

For dette er forskning som foreløpig kun skjer på cellenivå, faktisk på deler av cellen. Da kan det selvfølgelig være vanskelig å se for seg funn som kan ha konsekvenser for synet på alle biologiske vesener. Det er derfor også litt betryggende at Anders Strand kan få en tilbake på planeten Tellus ved å opplyse om den delen av systembiologien som er veldig konkret og resultatbasert: Den medisinske, som blant annet forsker på hvordan kreft oppstår. Men han ser ikke helt styrken i argumentene til biologer og filosofer med ambisjoner om at systembiologien skal skape et helt autonomt teorigrunnlag for biologien. Samtidig gjør han det klart at disiplinen kan representere et betydningsfullt skifte av fokus på en litt annen måte enn den rent vitenskapelige:

– Systembiologien som en helt autonom vitenskapsgren løsrevet fra kjemien og fysikken? Den kan representere et paradigmeskifte ved at biologisk forskning blir et sosialt fenomen. Men ikke i en kuhnsk forstand ved at de grunnleggende premissene i biologien er i ferd med å endre seg. Det er en utvikling mot større prosjekter der enkeltforskeren er mer en bidragsyter enn en som har oversikt over alt.

PSBios’ mål

Når man snakker om paradigmeskifter, sitter naturligvis filosofene på enden av bordet. Strand synes ikke filosofene til nå har vært fraværende når det gjelder å diskutere biologiske problemstillinger.

– Hva er en helhet? Hva er liv? Hvordan skal vi forstå liv? Hvordan skal vi forstå overlevelse? Disse spørsmålene skjærer rett inn i klassiske filosofiske debatter. Men metafysikere som debatter slike spørsmål, bør ta empiri fra biologien mer på alvor.

For å kunne oppnå en viss status som forskningsgren, er systembiologiens viktigste oppgave å skape nye begreper, hevder den nevnte Fred C. Boogerd. I hvilken grad bidrar dere på PSBio til dette? Har dere kommet opp med noen nye, viktige begreper, eller er dette en fremtidig oppgave?

– Vi må helt klart utvikle eller raffinere begreper. Hvis det er noe jeg kan bidra med, så er det primært det. Begreper som kausalitet, reduksjon, modellering og emergens, som har stort meningsinnhold, er det viktig å få raffinert til å passe i den systembiologiske konteksten. Her kan filosofer hjelpe, rett og slett med å klargjøre eller eksplisere en mening som det finnes flere begreper for. Å fungere som en metatenker som ser på hvilket vokabular og forklaringer som er i bruk, og ikke minst hvilke begreper som er fruktbare.

Også forskningleder Oftedal beskriver det som en hovedoppgave for PSBio å være det Strand kaller en begrepsavklarer.

– Det må skje ved å diskutere hva man kan og bør legge i de nevnte begrepene og hvilken betydning det kan ha for den tilnærmingen man velger til biologiske problemstillinger. Vi er også veldig interesserte i input fra nyere biologisk forskning til tradisjonelle filosofiske diskusjoner, særlig kausalitetsdebatten.

Legg igjen en kommentar

Din e-postadresse vil ikke bli publisert. Obligatoriske felt er merket med *