Grenser i biologi demonstrerer Axes "funksjonelle sammenheng"
Evolutionnews; 20. juli 2017

Bilde 1. Undeniable


Oversatt herfra.


Tre nye områder for vitenskapelige oppdagelser, synes ikke å trenge noe fra darwinismen. I stedet viser de i levende live det som proteinkjemiker Douglas Axe kaller "funksjonell koherens". Som Dr. Axe skriver i sin bok 'Undeniable': Hvordan biologi bekrefter vår intuisjon at livet er utformet -lenke. Denne kvaliteten representerer "det hierarkiske arrangementet av deler som trengs for at noe skal produsere en høy-nivå funksjon - der hver del bidrar på en koordinert måte til helheten."
Han skriver der:
Ingen høy-nivå funksjon er noensinne oppnådd uten at noen forutser en spesiell ordning for ting og omstendigheter for det samme formål, og deretter setter disse tankene ut i livet. Kjennetegnet ved alle disse spesielle arrangementene er funksjonell sammenheng på høyt nivå, som vi nå vet, kommer kun av innsikt - aldri ved en tilfeldighet.
Dette er akkurat det vi ser på de ledende områder i biologi.

Hva er sirkulært DNA?
I det hun skriver i tidsskriftet Science -her, spøker Elizabeth Pennisi, "Sirkulært DNA får biologer til å ta en loop." Det er noe gammelt og nytt ved disse lukkede DNA-sløyfer som strekker seg i lengde fra 300 til 16.000 basepar. Som hun forklarer:
"Er genetikere klar for 'sirkulomen' ? I flere tiår har biologer vært kjent med mystiske ringer av DNA i kjernene til noen humane celler , spredt blant de lineære kromosomer. Nå, det som en gang var nysgjerrighet ser i økende grad ut som sentrale aktører innen helse og sykdom . Sirkulomen, et begrep introdusert i biologi av genomene som møtes her, kan vise seg å være en ny grense i genetikk." (vekt tillagt)

Bilde 2. Kjemiske sukkerstrukturer


For ikke å bli forvekslet med bakterielle kromosomer, som ofte er sirkulære, og heller ikke med sirkulære RNA-transkripsjoner, blir disse sirkulære DNA-sløyfer, formelt kalt "ekstrakromosomalt sirkulært DNA" (ekstra-DNA).. , og er nå nettopp kommet til molekylærbiologers oppmerksomhet. "At de eksisterer i normale celler med så stor kompleksitet er fantastisk," sa en. En annen kommenterte: "Det åpner i utgangspunktet et nytt felt og en ny måte å tenke på DNA og hvor dynamisk genomet er." Tilnærmingen foreslått av Axe og andre design-talsmenn, at å nærme seg et problem med antagelsen om at deler av et arbeidssystem må spille viktige roller, synes best egnet for å finne ut hva ekstra-DNA gjør.

Bilde 3. Aminosyre-bindinger

 

Hvordan kan vi knekke sukkerkoden?
DNA-koden var den første som ble forklart. Proteinkoden, med sitt mer komplekse alfabet, blir fortsatt dechifrert. Men i utfordringen på det biologiske område, dukker sukkerkoden opp. I Nature -her, ser Esther Landhuis frem til "god suksess" med nye verktøy for å gjøre fremgang i glyco-biology, eller glyco-vitenskap.
Det som gjør dette området i molekylærbiologi så utfordrende er den "sprø kompleksiteten" i glykomet. Proteiner og gener, med alle sine kompleksiteter, kan kokes ned til lineære sekvenser av byggeklosser. Sukker, derimot, forgrener seg ut i alle slags retninger. Landhuis forklarer hvorfor det er så vanskelig å knekke denne koden :
"Forskere studerer generelt biomolekyler som DNA og peptider ved å syntetisere dem i laboratoriet og deretter undersøke hvordan de reagerer på forskjellige forhold. Men DNA og peptider er lineære molekyler uten grener, og verktøy for analyse av dem tok av i 1970- og 1980-tallet. Sukker har imidlertid tallrike forgreningspunkter, og hver av disse forbindelsene kan utvise venstre- eller høyrehendte asymmetriske former avhengig av orienteringen til det vedhengte molekylet. De har også eksponentielt flere potensielle konfigurasjoner enn DNA eller proteiner , og det gjør dem mye vanskeligere å syntetisere i laboratoriet , sier Peter Seeberger, biokjemiker ved Max Planck Institute of Colloids and Interfaces i München, Tyskland. DNA består av fire nukleotider (G, A, T og C), så det er teoretisk 4 046 = (4 opphøyd i 6) mulige måter å bygge en streng på seks elementer , eller en '6-elementer'. Proteiner har flere byggeklosser (20 aminosyrer) og kan potensielt resultere i 64 millioner forskjellige 6-elementer (20 opphøyd i 6). Men 6-elementers karbohydrater kan knyttes til 193 milliarder mulige konfigurasjoner. Som et resultat er verktøy for syntetisering av sukker omtrent 35 år bak dem for DNA og peptider, sier Seeberger.


Til tross for disse utfordringene, sier Landhuis at nye verktøy blir tilgjengelige for å analysere og klassifisere sukkerarter og oppdage deres roller i celler. En ny teknikk gjør det mulig for forskere å oppdage hvilke "glykaner" (sukkerarter som dekker overflatene til cellemembraner) som binder seg til proteiner. Dette kan akselerere funksjonelle studier, og skjære gjennom år med hardt arbeid. Med tanke på funksjonell sammenheng, er himmelen grensen for å oppdage roller for sukker i biologi.

Hvordan blir en celle en organisme?
Helt siden John Sulston begynte å kartlegge skjebnen til hver celle i laboratoriet rundorm Caenorhabditis elegans , har det vært en drøm for biologer å følge veiene til celler i komplekse organismer, inkludert mennesker, fra zygote til voksen. I Nature -her; kaller Ewen Callaway dette prosjektet "Det vanskeligste slektstreet i biologi."
"Innsatsen tiltrekker seg ikke bare utviklings-biologer, men også genetikere og teknologiutviklere, som er overbevist om at forståelsen av en celles historie - hvor den kommer fra, og til og med hva som har skjedd med den - er en av biologiens neste store utfordringer . Resultatene så langt forsyner noen spennende ledetråder i hvordan mennesker blir satt sammen. Individuelle celler fra et organ som hjernen, kan være nært knyttet til celler i andre organer enn til deres omgivende vev, for eksempel. Og i motsetning til den målrettede utviklingsdansen av C. elegans , anroper mer komplekse organismer ganske mye improvisasjon og sjanse, noe som utvilsomt vil komplisere innsatsen for å gå koreografien nærmere etter i sømmene."

Bilde 4. Fra en celles koreografi


Sulston og to kolleger fortsatte ved å motta Nobelprisen i fysiologi/medisin i 2002 for sitt arbeid om den ydmyke rundormen (C. elegans). I en video fra Discovery Institute, "Hvordan bygge en orm," forklarer Paul Nelson implikasjonene for intelligent design. Hver celleavdeling begynner en nedstigning fra et beslutningstre, viser han, som fører til spesialiseringer og irreversible skjebner i det forskjellige gener blir slått på eller av, og organer utvikler seg.

Video: Hvordan bygge en orm -her.

 


Sulston satte "gullstandarden" med sitt arbeid. Å følge utviklingen av mer komplekse dyr, som pattedyr eller fugler, vil bli ekstraordinært mer utfordrende. "Men selv ufullstendige cellulære forløpere kan være informative," sier Callaway håpefullt. Med nye verktøy som CRISPR-Cas9 og recombinaser, blir noen av problemene gjennomførlige. Her er en kort titt på dette grenseområdet:
"Trærne de produserte viser at et lite antall tidligdannende embryonale linjer gir opphav til flertallet av celler i et gitt organ. Mer enn 98% av en fisks blodceller kom f. eks. fra bare 5 av de mer enn 1000 cellelinjer som teamet sporet. Og selv om disse fem bidro til annet vev, gjorde de det i mye lavere proporsjoner. De var nesten helt fraværende fra muskelcellene i hjertet, f. eks., som hovedsakelig var bygget fra sitt eget, lite antall forløpere. " Det var dypt overraskende for meg ," sier Shendure. Hans kollega Schier sier at han fremdeles prøver å få mening fra dataene."
Mange spørsmål oppstår på dette feltet: Er det mer enn en måte å bygge et hjerte på? Hvor sammenlignbare er utviklingsstadiene i ulike individer? Callaway slutter med bilder fra de store oppdagelsesreiser: "Det er det store ukjente som kan gjøre slikt arbeid transformerende" , sier Elowitz: "Det ville forandre hva slags spørsmål du kunne spørre." Sulstons kart førte biologer til ukjent territorium, sier Schier, og dette kan gjøre det samme. "Vi kan ikke fortelle deg hva vi skal finne, men det er en følelse at vi skal finne noen nye kontinenter der ute. "


Muligheter for designvitenskap

Bilde 5. En celles informasjonssystem


Disse tre grensene viser hvor mye arbeid som gjenstår i biologi. Den grunne vitenskapen om darwinismen virker dårlig forberedt på det; Faktisk, snakker ingen av de tre artiklene om evolusjon i det hele tatt. Når du er klar på kaien for en flott oppdagelsesreise, kan tiden være moden for nye mål og nye ideer.
De siste feiltrinnene til darwinismen med ENCODE -lenke, junk DNA -lenke og andre falne spådommer -epigenetikk-lenke, er ferske i forskernes sinn. Bøker vi publiserte i 2016 og 2017 av Michael Denton , Tom Bethell , og Jonathan Wells dokumenterer Darwinismens teori i krise, som et skrøpelig korthus, avhengig av zombie-ikoner -her, som bare tjener til å forsinke det uunngåelige. De gjør den negative saken mot Darwin overbevisende.


Men grenseområdene ovenfor er bare noen få som hjelper til med å åpne opp et nytt, positivt tilfelle (case). De åpner opp muligheten for å bevise verdien av en integrert "systembiologi" -tilnærming som Steve Laufmann snakket om i et nylig par av 'ID the Future' lydopptak (se her og her). Han beskrev hvordan biologer med en ingeniørs perspektiv er i stand til å oppdage funksjonsmønstre, noe som gir mening i forvirrende data, og viser at "dette gir mening fordi" det passer inn i det store bildet.


Doug Axes begrep av "funksjonell sammenheng" kan være en ledestjerne i det ukjente farvannet til disse oppdagelsesreisene. Det er unødvendig å si at de potensielle fordelene med vellykket designteoretisk biologi i 'skjæringsområdene', er enorme: nye tilnærminger til kreftbehandling, forbedringer i landbruket, eller innsikt i bio-mimetiske applikasjoner. Dette er vår sjanse til å forløse vitenskapen fra en omfattende mørketid av materialistisk reduksjonisme - og gå dristig frem i en ny epoke hvor designen som alle innrømmer er intuitiv, blir design som er forandrende.

Tager: CRISPR-Cas9; Douglas Axe; ENCODE; Junk DNA; Undeniable


Oversettelse og bilder lagt inn av Asbjørn E. Lund