การเปรียบเทียบเครือข่ายยีนกับปรัชญากรีก
อาจช่วยให้นักชีววิทยามองเห็นความจริง มาร์ค อิซาลันและแมทธิว มอร์ริสันโต้แย้ง
ชื่อเรื่องของเรียงความนี้ทำให้เกิดความเว็บสล็อตเป็นไปได้ที่น่าสนใจสำหรับผู้อ่านที่พยายามหาความจริง ถ้าจริง ก็ต้องยอมรับในสิ่งที่อ้างว่าเป็นเท็จ หากเป็นเท็จ (และมักมีเหตุผลให้ไม่เชื่อถือสิ่งที่คุณอ่าน) สิ่งที่ตรงกันข้ามจะต้องเป็นกรณี: ข้อความนั้นเป็นความจริง และยังระบุว่าเป็นเท็จ
เครดิต: D. PARKINS
ผลที่ได้ก็เหมือนกับสุนัขวิ่งไล่หาง ใครก็ตามที่คิดเกี่ยวกับเครือข่ายยีนหรือกระบวนการทางชีววิทยาน่าจะคุ้นเคย คำอธิบายทั่วไปของปฏิกิริยาทางชีววิทยา เช่น ‘ยีนนี้ยับยั้งตัวเอง’ หรือ ‘ยีน A กระตุ้นยีน B ยีน B ยับยั้งยีน A’ ก็เหมือนกับการอ้างอิงตนเอง ซึ่งอาจก่อให้เกิดวัฏจักรที่ไม่สิ้นสุด
ข้อโต้แย้งเกี่ยวกับการอ้างอิงตนเองที่เรียกว่า ‘liar paradoxes’ ได้สร้างปัญหาให้กับนักปรัชญามาเป็นเวลากว่า 2,000 ปีแล้ว ความขัดแย้งเกิดขึ้นจากทั้ง Epimenides (ศตวรรษที่หกก่อนคริสต์ศักราช) และ Eubulides (ศตวรรษที่สี่ก่อนคริสต์ศักราช) อดีตชาวครีตันอาจเริ่มต้นลูกบอลกลิ้งด้วยการประกาศของเขาว่า “ชาวครีตทุกคนเป็นคนโกหก” แม้ว่าสูตรนี้จะไม่ได้ขัดแย้งกันโดยเคร่งครัด (ความละเอียดคือชาวครีตันบางคนโกหก) แต่ก็มีสูตรที่เข้มงวดกว่า ซึ่งรวมถึง: ‘ข้อความต่อไปนี้เป็นความจริง ประโยคก่อนหน้าเป็นเท็จ’
วิธีหนึ่งในการแก้ไขความขัดแย้งที่หลอกลวงคือยอมให้คำตอบเปลี่ยนแปลงตลอดเวลา: ‘หากข้อความต่อไปนี้เป็นจริง ประโยคก่อนหน้านั้นเป็นเท็จ ข้อความต่อไปนี้ไม่เป็นความจริง’ เป็นต้น เราเสนอว่าข้อโต้แย้งที่ขัดแย้งกันดังกล่าวมีความคล้ายคลึงกันในเครือข่ายยีน และเคล็ดลับในการแก้ไขทั้งสองข้อนั้นอยู่ที่การมองพวกเขาอย่างชัดเจนในมิติของเวลาและพื้นที่
คิดแบบวงกลม
นักวิทยาศาสตร์ได้แสวงหาภาษาที่ดีที่สุดมาเป็นเวลานานเพื่ออธิบายปฏิสัมพันธ์ทางชีววิทยา ตั้งแต่ปี 1960 นักวิจัยเช่นนักฟิสิกส์ Stuart Kauffman ได้บุกเบิกแบบจำลองเครือข่ายยีนแบบบูลีน ระบบเหล่านี้ใช้ขั้นตอนเวลาตามลำดับเพื่อเรียงลำดับเหตุการณ์ในระบบ บางเครือข่ายตรงไปตรงมา (A ทำให้ B ทำให้ C) แต่เครือข่ายอื่นมีการวนซ้ำ ส่งผลให้เกิดรายการเหตุการณ์ที่เกิดซ้ำภายในซึ่งอาจทำให้เกิดรูปแบบที่เกิดซ้ำได้ โดยทั่วไป ตามที่นักชีววิทยาเชิงทฤษฎี เรเน่ โธมัสคาดคะเนไว้ในช่วงทศวรรษ 1980 ผลตอบรับเชิงบวก (เช่น A สร้างขึ้นเอง) ส่งผลให้เกิดสภาวะที่เสถียร (เช่น ‘เปิด’ และ ‘ปิด’) ในทางกลับกัน คำติชมเชิงลบ (เช่น A ยับยั้งตัวเอง) สามารถสร้างรูปแบบที่เสถียร การสั่น หรือแม้แต่ความวุ่นวาย ขึ้นอยู่กับความแข็งแกร่งของการยับยั้งและปัจจัยอื่นๆ
นักชีววิทยาเคยชินกับการคิดเกี่ยวกับระบบต่างๆ มากมาย รวมถึงเครือข่ายของการถอดความและการแปลทางพันธุกรรม ในแง่ไดนามิกดังกล่าว แต่มักอธิบายการโต้ตอบของฝ่ายตรงข้ามอย่างคงที่ เช่น แผนภาพลูกศร การใช้ลูกศรเพื่อชี้ไปยังปัจจัยที่เปิดใช้งาน และเส้นที่ปิดกั้นด้วยแถบสั้นเพื่อชี้ไปที่ปัจจัยที่ถูกกดขี่นั้นมีประโยชน์อย่างง่าย แต่ก็อาจทำให้เข้าใจผิดได้
ตัวอย่างเช่น ลองพิจารณายีนที่มีการศึกษาดีที่สุดตัวหนึ่ง นั่นคือ โปรตีนต้านเนื้องอก p53 ซึ่งกลายพันธุ์ในมะเร็งในมนุษย์มากกว่า 50% ในช่วงต้นทศวรรษ 1990 หลังจากการวิจัยอย่างเข้มข้นมานานกว่าทศวรรษ เป็นที่ทราบกันว่า p53 กระตุ้นการผลิตโปรตีนที่เรียกว่า Mdm2 ซึ่งยับยั้ง p53 ความสัมพันธ์ที่เรียบง่ายนี้ถูกตีความว่าเป็น ‘การควบคุมอัตโนมัติ’ ซึ่งหมายความว่าข้อเสนอแนะเชิงลบทำให้การควบคุมระดับโปรตีนมีเสถียรภาพ จนกระทั่งปี 2000 ได้มีการเปิดเผยว่าความเข้มข้นของโปรตีน p53 สั่นเมื่อเวลาผ่านไป เช่นเดียวกับสถานะที่ ‘จริง’ และ ‘เท็จ’ สั่นในความขัดแย้งที่โกหก เฉพาะตอนนั้นเองเท่านั้นที่รายละเอียดของพฤติกรรมแบบไดนามิกของโปรตีนได้รับการชื่นชมอย่างแท้จริง
รูปแบบที่ชัดเจน
ความสัมพันธ์ของเครือข่ายเดียวกันสามารถสร้างพฤติกรรมที่แตกต่างกันอย่างเห็นได้ชัด ขึ้นอยู่กับขนาดที่พิจารณา สิ่งนี้สามารถเห็นได้ชัดเจนยิ่งขึ้นหากเราสรุปตัวอย่าง p53 ไปที่: ‘A ทำให้ B; B ยับยั้ง A’ คำนึงถึงทั้งเวลาและพื้นที่และสิ่งที่สามารถเกิดขึ้นได้เกือบมหัศจรรย์ พิจารณา: ‘A กระจายช้าและเปิดใช้งาน B. B กระจายอย่างรวดเร็วและกด A’ หากจะทำแผนภูมิผลลัพธ์ของการโต้ตอบนี้ โดยใช้สีเพื่อทำแผนที่เมื่อ A หรือ B ทำงานเมื่อเวลาผ่านไป รูปแบบที่ซับซ้อนจะปรากฏขึ้น: จุด แถบ หรือคลื่น ขึ้นอยู่กับความแรงและอัตราการเกิดปฏิกิริยา และอายุการใช้งานของผลิตภัณฑ์ที่ได้ สิ่งนี้จะคุ้นเคยสำหรับทุกคนที่สนใจในการสร้างรูปแบบทางชีววิทยา: เป็นกลไกรูปแบบการทำซ้ำที่เสนอโดยนักชีววิทยาด้านพัฒนาการ Hans Meinhardt และ Alfred Gierer ในปี 1970
รูปแบบเหล่านี้อยู่ในกลุ่มของระบบการแพร่กระจายของปฏิกิริยาตอบสนองที่จัดระเบียบตัวเองและซ่อมแซมตัวเอง ซึ่งเดิมค้นพบโดยอลัน ทัวริง นักคณิตศาสตร์ ในบทความคลาสสิกของเขาในปี 1952 เรื่อง ‘พื้นฐานทางเคมีของ morphogenesis’ เขาเสนอว่าปฏิกิริยาดังกล่าวสามารถก่อให้เกิดพื้นฐานของรูปแบบทางชีววิทยาทุกประเภท และทั้งหมดนี้ อย่างน้อยในทางทฤษฎี สามารถควบคุมได้ด้วยปัจจัยที่มีปฏิสัมพันธ์เพียงสองปัจจัย
บุคคลที่ผิดธรรมดาโกหกได้เป็นแรงบันดาลใจให้เราพิจารณากระบวนการทุกประเภทใหม่ด้วย ste . ที่พึ่งพาซึ่งกันและกันปล. และเพื่อระลึกถึงความสำคัญของปัจจัยต่างๆ เช่น เวลา พื้นที่ และขอบเขตของการมีปฏิสัมพันธ์ในการแก้ปัญหาผลลัพธ์ที่แท้จริงของเครือข่าย ในแง่หนึ่ง ชีววิทยาส่วนใหญ่อาจเป็นตัวแปรหลายมิติของ ‘ข้อความถัดไปเป็นความจริง’ คำสั่งก่อนหน้านี้เป็นเท็จ’เว็บสล็อต
