Tìm hiểu tế bào: Khối xây dựng cơ bản từ đó sự sống xuất hiện Trí thông minh dữ liệu PlatoBlockchain. Tìm kiếm dọc. Ái.

Hiểu về tế bào: Khối xây dựng cơ bản từ đó sự sống xuất hiện

Trong cuốn sách mới nhất của mình, bác sĩ chuyên khoa ung thư và nhà văn nổi tiếng Siddhartha Mukherjee tập trung kính hiển vi kể chuyện của mình vào tế bào, khối xây dựng cơ bản mà từ đó các hệ thống phức tạp và sự sống xuất hiện. Đó là sự phối hợp của các tế bào cho phép tim đập, sự chuyên biệt hóa của các tế bào tạo ra hệ thống miễn dịch mạnh mẽ và kích hoạt các tế bào hình thành suy nghĩ. Mukherjee viết: “Chúng ta cần hiểu tế bào để hiểu cơ thể con người. “Chúng tôi cần họ hiểu về y học. Nhưng về cơ bản nhất, chúng ta cần câu chuyện về tế bào để kể câu chuyện về cuộc sống và về bản thân chúng ta.”

Tài khoản của anh ấy, Bài hát của tế bào, đọc đôi khi giống như một cuốn sách giáo khoa sinh học được viết một cách nghệ thuật và đôi khi giống như một đoạn triết học. Mukherjee bắt đầu với việc phát minh ra kính hiển vi và nguồn gốc lịch sử của sinh học tế bào, từ đó ông đi sâu vào giải phẫu tế bào. Anh ấy xem xét sự nguy hiểm của các tế bào lạ như vi khuẩn và của chính các tế bào của chúng ta khi chúng hoạt động sai, bị tấn công hoặc thất bại. Sau đó, anh ấy chuyển sang các hệ thống tế bào phức tạp hơn: máu và hệ thống miễn dịch, các cơ quan và sự liên lạc giữa các tế bào. Ông viết: “Cơ thể con người hoạt động như một công dân của các tế bào hợp tác. “Sự tan rã của quyền công dân này đưa chúng ta từ khỏe mạnh đến bệnh tật.”

Ở mỗi bước, anh ấy cẩn thận vạch ra một ranh giới rõ ràng từ việc khám phá các chức năng của tế bào đến tiềm năng điều trị mà chúng nắm giữ. Mukherjee viết: “Gãy xương hông, ngừng tim, suy giảm miễn dịch, chứng mất trí nhớ Alzheimer, AIDS, viêm phổi, ung thư phổi, suy thận, viêm khớp - tất cả đều có thể được hình thành lại do kết quả của các tế bào hoặc hệ thống tế bào hoạt động bất thường”. “Và tất cả đều có thể được coi là cơ sở của các liệu pháp tế bào.”

Ví dụ, việc hiểu dòng điện ảnh hưởng đến tế bào thần kinh như thế nào đã dẫn đến các thí nghiệm sử dụng kích thích não sâu để điều trị rối loạn tâm trạng. Và các tế bào T, “những kẻ lang thang từ cửa này đến cửa khác” đi khắp cơ thể và săn tìm mầm bệnh, đang được đào tạo để chiến đấu với bệnh ung thư khi các bác sĩ hiểu rõ hơn cách những kẻ lang thang này phân biệt giữa các tế bào ngoại lai và “cái tôi”.

Mukherjee, người đã giành giải Pulitzer cho cuốn sách năm 2010 của mình Hoàng đế của mọi bệnh tật, là một nhà văn hấp dẫn. Anh ấy khéo léo chọn ra những nhân vật con người và những chi tiết lịch sử mang phong cách riêng sẽ thu hút độc giả và giữ chân họ qua những phần kỹ thuật khô khan hơn. Lấy ví dụ, bài diễn văn dài của anh ấy về các nhà khoa học nghiệp dư và hàn lâm đã đùa giỡn với kính hiển vi thời kỳ đầu. Trong số những mô tả về thấu kính và những cuộc chiến nhỏ trong học thuật (một số thứ dường như là vĩnh cửu), Mukherjee kể thêm một giai thoại dâm dục hấp dẫn rằng vào thế kỷ 17, thương nhân người Hà Lan và người đam mê kính hiển vi Antonie van Leeuwenhoek đã huấn luyện ống nhòm của mình, trong số những thứ khác, của anh ấy. tinh dịch của chính mình và tinh dịch của người bị nhiễm bệnh lậu. Trong những mẫu đó, Leeuwenhoek thấy cái mà ông gọi là “cơ quan sinh dục” và cái mà ngày nay chúng ta gọi là tinh trùng, “di chuyển giống như rắn hoặc lươn bơi trong nước”.

Giống như Mukherjee rút ra mối liên hệ rõ ràng giữa những khám phá khoa học và phương pháp trị liệu tiềm năng, ông cũng xuất sắc trong việc chỉ ra những rủi ro cao của những phương pháp điều trị này bằng cách dựa trên các nghiên cứu điển hình và ví dụ sinh động từ những bệnh nhân mà ông đã gặp trong suốt sự nghiệp của mình. Có Sam P., người nói đùa rằng căn bệnh ung thư di chuyển nhanh của anh ấy sẽ lây lan khi anh ấy bước vào phòng tắm; và MK, một thanh niên bị tàn phá bởi chứng rối loạn miễn dịch bí ẩn, người cha đã đi bộ xuyên tuyết đến North End của Boston để mua món thịt viên yêu thích của con trai mình và chở chúng đến bệnh viện.

Và có Emily Whitehead, khi còn nhỏ, mắc bệnh bạch cầu và các tế bào của cô được lưu trữ bên trong tủ đông được đặt theo tên của nhân vật Krusty the Clown trong “The Simpsons”. Một số tế bào đã được biến đổi gen để nhận biết và chống lại bệnh Whitehead. Sự thành công của liệu pháp đó, được gọi là CAR-T, báo trước một sự thay đổi trong phương pháp điều trị ung thư và Whitehead đã trở thành kết quả kỳ diệu cho sức khỏe của hàng thế kỷ nghiên cứu khoa học. Mukherjee viết: “Cô ấy thể hiện mong muốn của chúng tôi là đi đến trái tim tỏa sáng của phòng giam, để hiểu được những bí ẩn quyến rũ vô tận của nó. “Và cô ấy là hiện thân của khát vọng nhức nhối của chúng tôi là được chứng kiến ​​sự ra đời của một loại thuốc mới—liệu pháp tế bào—dựa trên việc chúng tôi giải mã được sinh lý tế bào.”

Như thể việc thâm nhập vào ung thư học, miễn dịch học, bệnh lý học, lịch sử khoa học và sinh học thần kinh là chưa đủ, Mukherjee còn đặt ra những câu hỏi thực sự lớn về đạo đức của các liệu pháp tế bào, ý nghĩa của khuyết tật, chủ nghĩa hoàn hảo và sự chấp nhận trong một thế giới mà tất cả các đặc điểm vật lý có thể bị thay đổi—và thậm chí cả bản chất của sự sống. Ông viết: “Một tế bào là đơn vị của sự sống. “Nhưng điều đó đặt ra một câu hỏi sâu sắc hơn: 'Cuộc sống là gì?'i"

Theo một cách nào đó, tế bào là phương tiện hoàn hảo để đi xuống nhiều con đường quanh co, phân kỳ và giao nhau này. Các tế bào là địa điểm của một số câu chuyện nghiên cứu, khám phá và hứa hẹn đáng kinh ngạc, và Mukherjee dành cho mình nhiều không gian để điều tra một loạt các quá trình và can thiệp sinh học đa dạng. Nhưng khi cố gắng bao hàm mọi thứ mà các tế bào có thể là và làm được—cả nghĩa bóng lẫn nghĩa đen—Mukherjee cuối cùng đã thất bại trong việc khám phá đầy đủ những câu hỏi sâu sắc này một cách thỏa đáng.

Việc anh ấy dựa quá nhiều vào phép ẩn dụ cũng chẳng ích gì. Tế bào là một “cỗ máy giải mã”, một “cỗ máy phân chia” và một “tàu vũ trụ xa lạ”. Anh ấy ví các tế bào với “khối Lego”, “quân đoàn”, “diễn viên, người chơi, người thực hiện, công nhân, người xây dựng, người sáng tạo”. Chỉ riêng tế bào T được mô tả vừa là “thám tử đánh giày cao su” vừa là “đám đông náo loạn đang nổi cơn thịnh nộ đang phỉ báng những tờ rơi gây viêm nhiễm”. Chưa kể nhiều ẩn dụ về tế bào mà Mukherjee trích dẫn từ những người khác. Tạo hình ảnh mà độc giả có thể hiểu là một phần vô giá trong vở kịch của bất kỳ nhà văn khoa học nào, nhưng quá nhiều hình ảnh đôi khi cũng có thể gây mất tập trung.

Phần cuối cùng vật lộn với ý nghĩa của những con người được nâng cao, những người được hưởng lợi từ việc mày mò tế bào. Mukherjee làm rõ những “con người mới” này không phải là người máy hay người được tăng cường siêu năng lực. Khi giới thiệu ý tưởng ngay từ đầu cuốn sách, anh ấy viết, “Ý tôi là một con người được xây dựng lại với các tế bào đã được sửa đổi, những người trông và cảm nhận (hầu hết) giống bạn và tôi.” Nhưng bằng kỹ thuật tế bào gốc để người mắc bệnh tiểu đường có thể tự sản xuất insulin hoặc cấy điện cực vào não của người bị trầm cảm, Mukherjee cho rằng chúng ta đã thay đổi chúng theo một cách cơ bản nào đó. Ông viết, con người là tổng thể của các bộ phận, nhưng các liệu pháp tế bào vượt qua biên giới, biến con người thành một “tổng thể mới của các bộ phận mới”.

Phần này lặp lại một thí nghiệm tư tưởng triết học nổi tiếng về Tàu của Theseus. Theseus rời Athens trên một con tàu gỗ mà trong suốt một hành trình dài đã phải sửa chữa. Các thủy thủ đã loại bỏ gỗ mục nát và thay thế mái chèo bị gãy. Vào thời điểm con tàu quay trở lại, không còn gỗ ban đầu nào. Các nhà triết học đã tranh luận về bản chất của con tàu trong nhiều thế kỷ: Con tàu được sửa chữa có giống với con tàu đã rời Athens hay nó hoàn toàn là một con tàu mới?

Câu hỏi tương tự có thể được hỏi về “con người mới” của Mukherjee. Có bao nhiêu ô phải được thay đổi để khiến chúng ta trở nên mới? Các tế bào nhất định có quan trọng hơn những tế bào khác không? Hay con người sở hữu một loại tính toàn vẹn cố hữu nào đó—lương tâm, linh hồn—có ảnh hưởng đến những tính toán này?

Mukherjee không bao giờ đi đến một câu trả lời đầy đủ, nhưng tiêu đề cuốn sách của ông có thể ám chỉ đến một câu trả lời, gợi lại câu trả lời của Walt Whitman. Bài hát của bản thân tôi, một điềm báo cho sự liên kết của các sinh vật. Mukherjee kêu gọi các nhà khoa học từ bỏ “thuyết nguyên tử” chỉ kiểm tra các đơn vị biệt lập—có thể là nguyên tử, gen, tế bào—để ủng hộ một cách tiếp cận toàn diện đánh giá cao toàn bộ hệ thống hoặc của một sinh vật. Ông viết: “Tính đa bào đã phát triển hết lần này đến lần khác bởi vì các tế bào, trong khi vẫn giữ được ranh giới của chúng, đã tìm thấy nhiều lợi ích trong quyền công dân. “Có lẽ chúng ta cũng nên bắt đầu chuyển từ một sang nhiều.”

Bài viết này ban đầu được xuất bản vào Undark. Đọc ban đầu bài viết.

Ảnh: Torsten Wittmann, Đại học California, San Francisco qua NIH trên Flickr

Dấu thời gian:

Thêm từ Trung tâm cá biệt