Az önzőgén-elmélet halála

A fiziológia a biológia újragondolására késztet, írja az Experimental Physiology című szaklapban a neves oxfordi élettanász, Denis Noble (Physiology is rocking the foundations of evolutionary biology), akinek tudományos célja nem kevesebb, mint a 20. század közepén a biológiában kialakult neo-darwinizmus, az úgynevezett modern szintézis elméletének jobbra cserélése. Mint kifejti, a régi paradigmát felváltó új elméleti keretrendszer, a relativisztikus biológia, ami más megfogalmazás szerint a rendszerbiológiát jelenti, nem magának a darwinizmusnak vagy az evolúcióelméletnek a lecserélését jelenti, hiszen a relativisztikus biológia jóval közelebb áll Darwin nézeteihez, mint a 20. század redukcionista törekvéseiből szárba szökkent neo-darwinizmus, aminek központi kitételei ráadásul kísérletileg bizonyíthatatlanok, és nyelvrendszere ma már alapvetően akadályozza az evolúciós biológia további fejlődését.

Noble a paradigmaváltásban fontos szerepet szán a fiziológiának, és mint kifejti, az élettan és az orvostudomány lehet az egyik legnagyobb haszonélvezője a relativisztikus biológiának. A modern szintézis által megfogalmazott remények ugyanis az orvoslás területén kudarcot vallottak: a neo-darwinista biológia azt ígérte, hogy a genetikai kód feltörése révén a(z öröklődő) betegségek gyógyíthatóvá válnak, azonban a DNS bázissorrendjének ezredforduló környékén történő megfejtése nyomán kiderült, az örökítőanyag szerkezete sokkal komplexebb annál, mint amit a neo-darwinisták vártak (az epigenetikát megjósló Conrad Waddington elképzeléseit pl. szőnyeg alá söpörték).

A modern szintézis az evolúció 20. század közepe táján kialakult géncentrikus szemlélete, ami szerint a véletlenszerű mutációk nyomán fokozatos változást hoz létre az élőlényekben a természetes szelekció. A modern szintézis megalkotói kizárták, hogy a fiziológiai funkciónak bármi szerepe lehetne a genetikus öröklődés befolyásolásában, így az élőlény a szelekció egyetlen valódi objektuma – a gének – puszta hordozóeszközévé vált. Ma már azonban tudjuk, folytatja Noble, hogy a genetikus változás közel sem véletlenszerű és gyakran nem lépcsőzetes, bebizonyosodott, hogy a fiziológiai funkció és a környezettel való interakció befolyásolja az öröklődést, szerzett tulajdonságokat lehet örökölni, kialakult az epigenetika tudománya (a környezettel interakcióban álló epigenetikus rendszer az evolúciót irányító, nem véletlenszerű variációk forrása). Szükségtelenné vált az evolúció restriktív, neo-darwinista szemlélete, és a 21. században az új szintézis újra integrálni tudja a fiziológiát és az evolúciós biológiát, ahogy integrálni tudja a redukcionista szemlélet által részekre szedett szervezetet is. A rendszerbiológia – vagy relativisztikus biológia – pedig a személyre szabott orvoslás valódi sikerének kulcsa lehet.

Az epigenetika nyomán kialakuló új elméleti keretrendszert, a biológiai relativitás elméletét Noble több írásában ismerteti, így pl. a Journal of Experimental Biology-ban megjelent tanulmányában (Evolution beyond neo-Darwinism: a new conceptual framework) is. Mint írja, a neo-darwinizmus privilegizálja a géneket, és úgy tartja, hogy csak a gének működnek oki tényezőként, holott az interakciók többszintű hálózatát, ami egy sejt, egy szerv, illetve egy szervezet működése, nem lehet egyetlen oki tényező működésére redukálni. A valóságban nem egyetlen oki tényező hat (a DNS a fenotípusra), hanem okok kölcsönható, egymást kölcsönösen befolyásoló, azaz relativisztikus rendszere, amelyben oda-vissza hatás érvényesül a DNS és a sejt biológiai hálózatai között, a környezet és a sejt biológiai hálózatai között, valamint a fenotípus és a sejt biológiai hálózatai között. Amennyiben az „instrukció” szó egyáltalán használható még a biológiában, akkor is inkább a sejt, a szervezet instruálja a genomot, nem fordítva. Mivel nemcsak a DNS-sorrend öröklődik, hanem a teljes sejt (a sejt egyéb komplex struktúrái is self-templating révén), értelmetlenné váltak az önző gén elmélet kísérletileg egyébként sem bizonyítható vagy cáfolható, azaz tudománytalan elképzelései, amelyeket pedig korábban szó szerinti igazságként tiszteltek.

Noble azok táborát erősíti, akik szerint tehát nem elég a neo-darwinizmust megreformálni, azt egész egyszerűen le kell cserélni, hiszen alapelveiről derült ki, hogy hamisak: nemcsak a DNS bázissorrendje hordozza az örökített információt (epigenetikus öröklődés is van), nemcsak a génszelekció jelenti az evolúció mechanizmusát (többszintű szelekció van, így pl. csoportszelekció), továbbá a genom nem izolált a szervezet többi részétől, hanem kölcsönhatások révén nyilvánul meg, működését alapvetően befolyásolja az élőlény életmódja, környezete. Az evolúciós biológia új szintézise pedig az egész biológia átalakulásának részeként értelmezhető, amelyben a génközpontúságot felváltja a rendszerelvű megközelítés. A rendszerbiológia pedig valóban előre viheti az orvostudományt, mert a molekuláris szintű felfedezések (pl. a génszekvenciák) a fiziológiai funkció egyéb alapvető aspektusai kontextusában végre értelmezhetővé válnak.

Mint Noble a Progress in Biophysics and Molecular Biology című szaklap speciális számának (Toward physiome based therapeutics) szerkesztőjeként kifejti, már meg is született a személy fiziológiai funkcióinak teljességét – fiziom/physiom – vizsgáló tudományág, aminek célja a sejt, a szerv és az egész szervezet modellezése az egyedi humán fiziológia és a konkrét megbetegedés virtuális hálózatokon történő tanulmányozása céljából, illetve a populáció alapú vizsgálatok helyett a betegspecifikus, fiziomra alapuló terapeutikumok kifejlesztése.