系統(tǒng)生物學(xué)哲學(xué)基礎(chǔ)

系統(tǒng)生物學(xué)可不是僅有簡(jiǎn)單的高通量技術(shù)拼湊而成，其背后存在著深刻的哲學(xué)方面的變革，傳統(tǒng)的還原論嘗試將生命分解成基因、蛋白質(zhì)的零件清單，然而系統(tǒng)生物學(xué)強(qiáng)調(diào)，生命的重點(diǎn)在于這些零件怎樣進(jìn)行動(dòng)態(tài)的互動(dòng)，明白這一點(diǎn)，便能夠清楚為何癌癥治療不能僅僅關(guān)注單個(gè)基因，而需要考慮整個(gè)信號(hào)網(wǎng)絡(luò)。

系統(tǒng)生物學(xué)為何重要

和拆手表一樣的傳統(tǒng)分子生物學(xué)，將一個(gè)個(gè)零件研究明白后，卻裝不出一個(gè)有生命的活體。系統(tǒng)生物學(xué)與之相反，它先把細(xì)胞看成一個(gè)整體回路，接著追問(wèn)每個(gè)分子在回路里的功能。就像研究代謝疾病時(shí)，僅測(cè)量血糖高低是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，還得查看胰島素、肝臟、肌肉等多層次的反饋調(diào)節(jié)。唯有這種整體視角，才能夠解釋為何同樣的基因突變，在不同人身上會(huì)產(chǎn)生完全不同的癥狀。

還原論的局限在哪

還原論假定生命乃是零件功能的單純相加，然而真實(shí)的細(xì)胞內(nèi)有著大量的非線(xiàn)性相互作用。當(dāng)一個(gè)基因被敲除后，另一個(gè)不相關(guān)的基因會(huì)意外地出現(xiàn)上調(diào)，這樣的代償機(jī)制無(wú)法從零件清單里預(yù)先判斷。更為關(guān)鍵的是，還原論不能夠解釋“涌現(xiàn)”，水分子自身沒(méi)有濕性，可是大量的水分子聚集在一起卻產(chǎn)生了濕性；神經(jīng)元本身沒(méi)有意識(shí)，而神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)卻產(chǎn)生了意識(shí)。系統(tǒng)生物學(xué)恰恰是要構(gòu)建數(shù)學(xué)工具，用以描述這種從局部到整體的躍遷。

涌現(xiàn)是真實(shí)的嗎

懷疑論者覺(jué)得涌現(xiàn)僅僅是我們自身的認(rèn)知局限而已，覺(jué)得等算力充足了便能夠還原。然而系統(tǒng)生物學(xué)通過(guò)研究顯示出，某些系統(tǒng)性質(zhì)從根本上來(lái)說(shuō)是沒(méi)辦法從微觀(guān)狀態(tài)去進(jìn)行推導(dǎo)的。就像細(xì)胞周期里的開(kāi)關(guān)樣行為，這得要數(shù)百個(gè)反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)校準(zhǔn)才能夠產(chǎn)生，任何微觀(guān)參數(shù)的細(xì)微變化都會(huì)把整體行為給破壞掉。這也就意味著，我們不得不去接受涌現(xiàn)作為生命的基本特征，并且要去發(fā)展專(zhuān)門(mén)的“整體規(guī)律”以此來(lái)研究它，并非是沉迷且執(zhí)著于把它還原到分子。

你覺(jué)得系統(tǒng)生物學(xué)那種傾向全局考慮的觀(guān)點(diǎn)會(huì)完全替代掉主要注重分解簡(jiǎn)化研究的還原論嗎？又或者是這兩者一定得同時(shí)存在呢？歡迎到評(píng)論區(qū)域來(lái)講講你的所感所想，可別忘了去進(jìn)行點(diǎn)贊以及轉(zhuǎn)發(fā)呀！