Hvordan IRreduserbar Kompleksitet (IRK) kan hjelpe med forskning på kreftmedisiner
Av Emily Reeves 20. august 2026. Oversatt herfra

Bilde 1. Delene i Topoisomerase

Joe Deweese, professor i biokjemi ved Freed-Hardeman University og en forkjemper for intelligent design, er ekspert på både biokjemi og terapeutisk målretting av topoisomeraser (Murphy et al. 2017).
Topoisomeraser er molekylære maskiner som spiller en kritisk rolle i å løse opp DNA-floker og supercoiling som genereres under DNA-replikasjon. Når DNA-dobbeltheliksen vikles ut for å tillate replikasjon, bygger det seg opp positive supercoiler foran replikasjonsgaffelen. For å avlaste denne torsjonsspenningen (og av og til løse opp knuter), bryter topoisomeraser midlertidig en eller begge DNA-trådene, fører en tråd gjennom bruddet og ligerer deretter den avkuttede tråden på nytt, slik at spenningen løses opp (Murphy et al. 2017). For å se dette skje i sanntid, sjekk ut denne videoen:
Video: Toposomerase som fjerner knuter-lenke.

Bilde 2. Topoisomerase i aksjon -med å kutte DNA-streng

Hvordan ID har gjort det lettere å forstå topoisomeraser
I dag vil jeg undersøke to måter aspekter ved intelligent designteori har bidratt til å legge til rette for forståelsen av topoisomeraser. Først skal vi undersøke hvordan et intelligent design perspektiv oppmuntrer forskere - som Joe Deweese - til å nærme seg disse molekylære maskinene. Med ID, i motsetning til darwinistisk evolusjon, er antagelsen at hver komponent tjener et nyttig formål. Dette perspektivet motiverer dypere undersøkelser av dårlig forståtte aspekter ved biologi, snarere enn å avfeie dem som evolusjonære rester eller blindveier. For det andre, som vi skal se, kan anvendelse av konseptet med irreduserbar kompleksitet innen sykdomsforskning bidra til å identifisere legemiddelmål.

Dårlig forståtte aspekter ved biologi
Mennesker og andre virveldyr uttrykker to type II topoisomeraser, kjent som topoisomerase IIα (TOP2A) og IIβ (TOP2B). Begge isoformene spiller kritiske roller i cellene våre. Mens TOP2B er viktigere for transkripsjon og regulering av kromatin, spiller TOP2A viktige roller i DNA-replikasjon og mitose. På grunn av denne funksjonen har TOP2A vært et hovedfokus for kreftbehandling. Dessverre er det funnet svært få legemiddelkandidater som er selektive for TOP2A fremfor TOP2B (Murphy et al. 2017). Dette er delvis fordi enzymene har en svært like sekvens. Det er imidlertid en region som skiller seg betydelig mellom dem: karboksyterminaldomenet, eller CTD. CTD varierer ikke bare betydelig mellom isoformer, men den er også variabel på tvers av organismer.

En utfordring med å studere denne delen av TOP2 skyldes det faktum at denne regionen er iboende uordnet, det vil si at den ikke folder seg inn i en regelmessig, ordnet struktur som det meste av resten av TOP2. Eksperimenter på 1990-tallet viste at denne regionen ikke var nødvendig for katalytisk aktivitet, men disse eksperimentene ble vanligvis utført i et renset miljø utenfor celler. Selv om CTD kan fjernes fra det rensede enzymet og enzymet fortsatt fungerer, vil tap av CTD i en cellulær kontekst sannsynligvis forårsake store problemer med lokalisering og interaksjoner med DNA og proteiner.

Noen forskere har unngått CTD på grunn av manglende sekvensbevaring og på grunn av andre utfordringer forårsaket av dens medfødte fleksibilitet og høye antall posttranslasjonelle modifikasjoner. Deweese valgte imidlertid en annen tilnærming. Forutsatt god design av enzymet og funksjonen for dette domenet, satte han seg fore å teste om CTD spiller en rolle i reguleringen av enzymet. For å oppnå dette utførte han og forskerteamet hans en serie eksperimenter der han endret utvalgte aminosyrer innenfor det C-terminale domenet og deretter vurderte om disse endringene påvirket proteinets funksjoner. Viktigere er det at han oppdaget en rolle for dette domenet i reguleringen av enzymatisk aktivitet, og konkluderte med: "CTD-en til TOP2A har en rolle i reguleringen av enzymaktivitet og DNA-interaksjoner." (Dougherty et al. 2021) Han har fulgt opp dette arbeidet ved å analysere ytterligere TOP2A-mutanter kombinert med bioinformatiske data (Endsley et al. 2024; Chang et al. 2025).

Bilde 3. Kreftceller

Deweese vurderte også om posttranslasjonelle modifikasjoner kunne påvirke CTDs evne til å folde seg, og han bestemte seg for å teste dette beregningsmessig ved hjelp av AlphaFold3. Deweese fant ut at AlphaFold forutsier at CTD kan folde seg i nærvær av posttranslasjonelle modifikasjoner og DNA (Nartey og Deweese 2025). Denne forskningen legger grunnlaget for biokjemiske eksperimenter for å undersøke om disse beregningsmessige prediksjonene kan valideres. Deweeses forskning tar sikte på å identifisere nye målrettingsstrategier som selektivt kan hemme TOP2A i kreftceller og redusere toksiske bivirkninger av TOP2-kjemoterapi.
Irreduserbar kompleksitet bidrar til å identifisere viktige legemiddelmål.

Topoisomeraser er essensielle molekylære maskiner for cellulært liv; som Deweeses anmeldelse bemerker, "koder alle kjente livsformer for minst én type I og én type II topoisomerase" (Murphy et al. 2017). Denne essensialiteten i seg selv eksemplifiserer IRreduserbar Kompleksitet (IRK) på cellenivå. Irreduserbar kompleksitet, et begrep skapt av Michael Behe for 30 år siden i Darwins Black Box, beskriver systemer som består av "flere samvirkende deler som bidrar til den grunnleggende funksjonen, og hvor fjerning av en av delene fører til at systemet effektivt slutter å fungere" (Behe 1996). Slike systemer kunne ikke ha oppstått gjennom trinnvis tilsetning av deler, fordi flere komponenter alle må være til stede for en selekterbar fordel. Imidlertid er irreduserbar kompleksitet også praktisk nyttig for å identifisere legemiddelmål, da den fokuserer på kjernekomponentene som kreves for minimal systemfunksjon.

Fordi topoisomeraser er uunnværlige, er de en del av en celles irreduserbart komplekse kjerne av molekylære maskiner. Uten funksjonelle topoisomeraser akkumulerer cellene uløste DNA-sammenfiltringer og torsjonsstress, noe som til slutt fører til celledød. Å forstyrre en irreduserbart kompleks komponent i cellen produserer lokal cellesystemsvikt (for eksempel ukontrollert DNA-superkveiling) som utløser apoptose. I sammenheng med kreft kan denne selektive elimineringen av raskt prolifererende celler beskytte den større organismen. En klar forståelse av irreduserbar kompleksitet på suksessive systemnivåer informerer derfor hvilke komponenter som kan være mål for legemidler.

Bilde 4. Deteksjon av kreftceller

Anvendt på selve enzymet, hjelper perspektivet på irreduserbar kompleksitet oss med å vurdere de viktigste mekaniske egenskapene som, hvis de brytes, stopper hele den katalytiske syklusen. En vanlig mekanisme som deles av klinisk godkjente topoisomerase-gifter er stabilisering av det spaltede DNA-topoisomerase-mellomproduktet. Dette fanger enzymet på DNA-et, forhindrer fullføring av katalysen og omdanner topoisomerasen til en fysisk hindring. Stoppede replikasjonsgafler kollapser deretter i enkelt- og dobbelttrådet DNA-brudd, noe som utløser celledød (Murphy et al. 2017). Forskere, inkludert Deweese, kartlegger aktivt de nøyaktige aspektene ved topoisomerasefunksjonen som kan forgiftes for å oppnå dette resultatet i raskt delende celler, noe som hjelper oss å forstå hvor irreduserbart komplekst enzymet er.

Ved å forstå den irreduserbart komplekse kjernen i en celle kan man derfor identifisere effektive legemiddelmål. Og ved å vurdere de irreduserbart komplekse aspektene ved et enzym, kan man få innsikt i hvordan man kan forgifte et enzym for terapeutiske formål.

Bilde 5. Vitenskap -avhengig av intellekt-men ulovlig som årsak (MN)

Bedre vitenskap med ID

Vi har sett på to måter et designperspektiv kan hjelpe forskere med å gjøre bedre vitenskap. Intelligent design kan gi begrunnelse for å studere dårlig konserverte regioner av gener. I tillegg er topoisomerasen (for de fleste celler) en del av dens irreduserbart komplekse kjerne, noe som betyr at hvis den blir forgiftet, vil cellen dø. Å forstå irreduserbar kompleksitet kan hjelpe oss å tenke på kjernekomponentene som er nødvendige for at en celle skal holde seg i live, noe som også kan ha implikasjoner for hvordan man eliminerer celler som har mistet forbindelsen med omkringliggende vev.

Jeg er begeistret for hvordan intelligent design hjelper forskere med å gjøre arbeidet sitt produktivt, og Deweese har gitt noen utrolige eksempler å se på. Har du en vinkling på forskningen din som har blitt hjulpet av et intelligent designperspektiv? Skriv til oss og gi oss beskjed!