Понимание клетки: элементарный строительный блок, из которого возникает жизнь PlatoBlockchain Data Intelligence. Вертикальный поиск. Ай.

Понимание клетки: элементарный строительный блок, из которого возникает жизнь

В своей последней книге онколог и известный писатель Сиддхартха Мукерджи фокусирует свой повествовательный микроскоп на клетке, элементарном строительном блоке, из которого возникают сложные системы и сама жизнь. Именно координация клеток позволяет сердцу биться, специализация клеток создает надежную иммунную систему, а возбуждение клеток формирует мысли. «Нам нужно понять клетки, чтобы понять человеческое тело», — пишет Мукерджи. «Нам нужно, чтобы они разбирались в медицине. Но самое главное, нам нужна история клетки, чтобы рассказать историю жизни и самих себя».

Его счет, Песня о клетке, читается временами как искусно написанный учебник биологии, а временами как философский трактат. Мукерджи начинает с изобретения микроскопа и исторических истоков клеточной биологии, после чего он погружается в клеточную анатомию. Он исследует опасность чужеродных клеток, таких как бактерии, и наших собственных клеток, когда они плохо себя ведут, угоняются или выходят из строя. Затем он переходит в более сложные клеточные системы: кровь и иммунная система, органы и связи между клетками. «Человеческое тело функционирует как гражданство взаимодействующих клеток», — пишет он. «Распад этого гражданства склоняет нас от благополучия к болезни».

На каждом этапе он тщательно проводит четкую грань от открытия клеточных функций до их терапевтического потенциала. «Перелом шейки бедра, остановка сердца, иммунодефицит, деменция, вызванная болезнью Альцгеймера, СПИД, пневмония, рак легких, почечная недостаточность, артрит — все это можно рассматривать как результат неправильного функционирования клеток или систем клеток», — пишет Мукерджи. «И все это можно рассматривать как локусы клеточной терапии».

Например, понимание того, как электрические токи влияют на нейроны, привело к экспериментам с использованием глубокая стимуляция мозга для лечения расстройств настроения. И Т-клетки, «бродяги от двери к двери», путешествующие по телу и охотящиеся за патогенами, проходят подготовку для борьбы с раком поскольку врачи лучше понимают, как эти странники различают чужеродные клетки и «я».

Мукерджи, получивший Пулитцеровскую премию за свою книгу 2010 года. Император всех болезней, интересный писатель. Он умело выбирает человеческие характеры и своеобразные исторические детали, которые захватят читателей и удержат их в более сухих технических разделах. Возьмем, к примеру, его длинную речь об ученых-любителях и ученых, которые играли с первыми микроскопами. Среди описаний объективов и мелких академических споров (некоторые вещи, кажется, вечны) Мукерджи добавляет восхитительно непристойный анекдот о том, что в 17 веке голландский торговец и любитель микроскопов Антони ван Левенгук тренировал свои прицелы, среди прочего, на своем собственная сперма и сперма человека, инфицированного гонореей. В этих образцах Левенгук увидел то, что он назвал «генитальной анималистикой» и то, что мы теперь называем сперматозоидами, «движущееся подобно змее или угрю, плавающему в воде».

Точно так же, как Мукерджи проводит четкую связь между научными открытиями и потенциальными терапевтическими средствами, он также преуспевает в демонстрации высоких ставок этих методов лечения, опираясь на тематические исследования и яркие примеры пациентов, которых он наблюдал в течение своей карьеры. Есть Сэм П., который шутит, что его быстро прогрессирующий рак распространится к тому времени, когда он пойдет в ванную; и М.К., молодой человек, страдающий от загадочного иммунного расстройства, чей отец шел по снегу в Норт-Энд Бостона, чтобы купить любимые фрикадельки своего сына и переправить их в больницу.

А еще есть Эмили Уайтхед, которая в детстве болела лейкемией и чьи клетки хранятся в морозильной камере, названной в честь персонажа «Симпсонов» Клоуна Красти. Некоторые клетки были генетически модифицированы, чтобы распознавать и бороться с болезнью Уайтхеда. Успех этой терапии, названной CAR-Т, ознаменовало собой изменение методов лечения рака, а Уайтхед стал чудесным образом здоровым результатом столетий научных исследований. «Она воплотила наше желание добраться до светящегося сердца клетки, понять ее бесконечно пленительные тайны», — пишет Мукерджи. «И она воплотила наше страстное стремление стать свидетелями рождения нового вида медицины — клеточной терапии — основанной на нашей расшифровке физиологии клеток».

Как будто набегов на онкологию, иммунологию, патологию, историю науки и нейробиологию было недостаточно, Мукерджи также поднимает действительно важные вопросы об этике клеточной терапии, значении инвалидности, перфекционизме и принятии в мире, где все физические черты могут быть изменены — и даже природа самой жизни. «Клетка — это единица жизни», — пишет он. «Но это вызывает более глубокий вопрос: что такое «жизнь»?i

В некотором смысле клетка является идеальным сосудом, в котором можно путешествовать по этим многочисленным извилистым, расходящимся и пересекающимся путям. Клетки — это место невероятных историй исследований, открытий и обещаний, и Мукерджи дает себе достаточно места для исследования разнообразных биологических процессов и вмешательств. Но в попытке охватить все, чем могут быть клетки и что они делают — как в переносном, так и в буквальном смысле, — Мукерджи не может полностью изучить эти глубокие вопросы удовлетворительным образом.

Не помогает и то, что он так сильно опирается на метафоры. Клетка — это «декодирующая машина», «разделительная машина» и «незнакомый космический корабль». Он сравнивает клетки с «блоками Лего», «капралами», «актерами, игроками, исполнителями, рабочими, строителями, творцами». Одни только Т-клетки описываются и как «детектив-кеды», и как «бунтующая толпа, в ярости изрыгающая подстрекательские брошюры». Не говоря уже о множестве клеточных метафор, которые Мукерджи цитирует из других источников. Создание изображений, которые читатели могут понять, является бесценной частью учебника любого научного писателя, но такое количество изображений также может иногда отвлекать.

В последнем разделе рассматриваются последствия улучшенных людей, которые извлекают выгоду из клеточной переделки. Эти «новые люди» не являются киборгами или людьми, наделенными сверхспособностями, поясняет Мукерджи. Представляя эту идею в начале книги, он пишет: «Я имею в виду человека, воссозданного заново с модифицированными клетками, который выглядит и чувствует (в основном) как мы с вами». Но сконструировав стволовые клетки, чтобы человек с диабетом мог производить свой собственный инсулин, или имплантировав электрод в мозг человека, страдающего депрессией, Мукерджи утверждает, что мы изменили их каким-то фундаментальным образом. Люди — это сумма своих частей, пишет он, но клеточная терапия пересекает границы, превращая людей в «новую сумму новых частей».

Этот раздел перекликается с известным философским мысленным экспериментом о Корабль Тесея. Тесей покинул Афины на деревянном корабле, который в ходе долгого пути пришлось чинить. Моряки убрали гниющую древесину и заменили сломанные весла. К тому времени, когда корабль вернулся, от оригинальной древесины не осталось ничего. Философы веками спорили о природе корабля: отремонтированный корабль такой же, как тот, что покинул Афины, или это совершенно новый корабль?

Тот же вопрос можно задать о «новых людях» Мукерджи. Сколько клеток нужно изменить, чтобы сделать нас новыми? Важны ли одни клетки больше, чем другие? Или люди обладают какой-то врожденной целостностью — совестью, душой, — которая влияет на эти расчеты?

Мукерджи никогда не приходит к полному ответу, но название его книги может намекать на него, напоминая Уолта Уитмена. Песня о себе, ода взаимосвязанности существ. Мукерджи призывает ученых отказаться от «атомизма» изучения только отдельных единиц — будь то атомы, гены, клетки — в пользу комплексного подхода, который оценивает всю систему или существо. «Многоклеточность эволюционировала снова и снова, потому что клетки, сохраняя свои границы, находили множество преимуществ в гражданстве», — пишет он. «Может быть, и нам следует начать двигаться от одного к множеству».

Эта статья изначально была опубликована в Undark, Прочтите оригинал статьи.

Изображение Фото: Торстен Виттманн, Калифорнийский университет, Сан-Франциско через NIH на Flickr

Отметка времени:

Больше от Singularity Hub