Que és la biologia de sistemes segona part

On m'havia quedat..... A si, al concert del Manu Chao!
Doncs com anava dient. Hem anat a un concert del Manu Chao, que ha resultat ser bastant el que ens haviem imaginat (això confirma que el nostre model és força acurat) i arribem a casa amb algunes copes i porrets de més, ens estirem al llit i tot roda. De cop apareixen, del no rès, una colla de biòlegs que s'entesten en estudair-nos! Volen saber quins efectes te el THC sobre el noste sistema nerviós. També estan interessats en quina és la resposta cél.lules davant un augment de la concentració d'alcohol. I moltes altres coses!
D'entrada a nosaltres ens agafa un atac de pànic. Pensem que els xampinyons aquells que ens han donat potser no eren xampinyons. Volem desempallegar-nos d’aquests dimoniets amb bata, però ells no marxen. Mica en mica comencen a arribar més personatges, alguns van amb bata i altres porten ordinadors portatils. Van fent espai a l’habitació. Substitueixen els mobles per aparells d’alta tecnologia: espectròmetres de massa, RT-PCRs, robots multidispensadors, seqüenciadors i altres coses rares i esfereidores. En poca estona han transformat el nostre reducte de privacitat en un laboratori d’última generació.
Agafen mostres (de nosaltres, pobres cobaies) i les fraccionen. I fraccionen les fraccions en fraccions més petites que de nou tornen a fraccionar, repetidament, fins arribar a una mostra prou senzilla per poder ser estudiada: per expemple un gen o una proteïna.
Bé, doncs, senyores i senyors. Estem davant d'un problema científic!
El problema és fins a un cert punt comparable als exemples que vaig posar en l'anterior post: els biòlegs volen entendre que ens passa quan tornem de festa. En el cas dels biòlegs moleculars o cel.lulars, aquest interès es centra en els events que succeeixen a nivell microscòpic, entre les molecules de les nostres cél.lules. Però de la mateixa manera que és diferen explicar quina conversa tenen dos amics a intentar predir-la d'avançada, els biòlegs es troben amb el problema d'intentar passar d’explicar el que passa a començar a predir que podria passar.
Els biòlegs moleculars, durant molt temps, s’han dedicat a estudiar la cèl.lula i el que hi succeeix dintre fent servir una aproximació reduccionista. Això vol dir que han intentat simplificar-ho tot buscant la unitat mímina que poguessin estudiar i que els hi permetés respondre la pregunta que es formulaven. Les raons d’aquesta aproximació són moltes i variades, però una de molt important ha estat la limitació tecnològica. Una altra que també és rellevant pel que explico és la limitació que tenim nosaltres, pobres humans, d’entendre sistemes complexos. Els nostres científics onírics es troben, per tant, amb dos grans limitacions per exercir la seva feina: eines adecuades i un cervell que entengui els resultats.
Aquí faig un petit incís, perquè no us penseu que la cosa és trivial. En una cèl.lula normal es poden trobar de l’ordre de millons de molecules diferents. Totes aquestes molecules intereaccionen entre si formant una xarxa que quan s’intenta representar sembla més un garbuix de pèl que cap altra cosa. És normal, doncs, que sigui difícil estudiar el sistema i entendre les dades que s’obtenen.
Per sort per aquests biòlegs desesperats la biologia de sistemes ha arribat!
La biologia de sistemes és, al meu entendre, el resultat de l’evolució de la tecnologia que ha permès als biòlegs utilitzar tècniques més sensibles i sofisticades. Per exemple ara mateix hom pot estudiar l’expressió de tots els gens en una cèl.lula en un moment donat, o saber quines proteines hi ha i quines es produeixen en diferents moments i contextos.
Aquesta quantiat d’informació ens ha fet, però, enfrontar-nos a la nostra limitació intel.lectual per comprendre tantes dades. I és aquí on entren els nostres amics els ordinadors. Gràcies a ells podem analitzar totes aquestes dades i treure’n quelcom amb sentit (o no).
Però la biologia de sistemes ha fet un pas més: no només es dedica a recopilar i enumerar dades també es proposa fer models predictius. I això implica matemàtiques.
Segur que molts sou familiars amb expresions com ara
velocitat= distància/ temps
força = massa x acceleració
Això són expressions matemàtiques de fenòmens físics. La biologia de sistemes vol fer el mateix amb els processos biològics. Idealment voldriem trobar una expressió com ara:
Divisó cel.lular = proteina A + gen B / 0.3 de nucli – 4 Reticles Endoplasmàtics.
Però clar, tenint millons de cosetes donant voltes per les cèl.lules fa difícil escriure cap equació que tingui sentit.
Per això els biòlegs de sistems fan us de la propietat de que a diferent grau de complexitat diferents coses són importants. De la mateixa manera que per imaginar-nos com serà un concert del Manu no ens fixarem en com es diu cada persona del concert; per estudiar la divisió cel.lular tampoc cal controlar totes les molècules que corren per allà. El que cal és identificar els elements importants (bateria, guitarra, cantant, tècnic de llums, etc) i després entendre bé el context i les regles que regeixen aquest esdeveniment.

I fins aquí la segona entrega d’aquesta serie tant apassionant.
Ja us vaig avisar que la cosa era dura!
El pròxim dia: models matemàtics i tècniques de decombolució de parametres no lineals.
Apa sort!