O pięknie prostoty w nauce

9 grudnia 2008
Blog szalonych naukowców


W nauce jak w sztuce – syntezy dokonać potrafią tylko najwybitniejsi.

Naukowy tygodnik „Science” co roku przyznaje nagrody „GE & Science Prize for Young Life Scientists ” dla młodych biologów molekularnych. Publikuje również eseje autorstwa nagrodzonych, opisujące w krótkiej formie ich badania. Pisałem w blogu o tej nagrodzie przed dwoma laty, więc teraz po ewentualne szczegóły tam odsyłam zainteresowanych.


W tym roku główną nagrodę (ok. 25 tysięcy dolarów) otrzyma 11 grudnia w Sztokholmie Amerykanin Ethan Clark Garner. Bada on mechanizm rozdzielania DNA w komórkach bakteryjnych. Garnera interesują funkcje białek – kluczowych aktorów zaangażowanych w ten proces.

Okazuje się, że wrzeciono podziałowe rozdzielające plazmid R1 po jego powieleniu tworzy się dzięki współpracy tylko dwóch białek: parM i parR. ParM tworzy spontanicznie, poprzez polimeryzację, włókienka, które jednak nie na wiele zdają się komórce, ponieważ są wysoce niestabilne. ParR ma zaś zdolność łączenia się zarówno z DNA plazmidu, jak i z końcami polimeru parM. Stabilizacja włókien parM następuje wówczas, gdy oba końce polimeru zostaną zakotwiczone przez parR (sam parR jest również podczepiony do obu kopii plazmidu). Stabilne włókno parM nadal polimeryzuje, dołączając nowe cząsteczki białka. W ten sposób polimer wydłuża się, produkując siłę niezbędną do rozdzielania DNA. W efekcie rozpycha on kopie plazmidu znajdujące się na jego końcach, powodując ich rozdzielenie.

Odkrycia Garnera są frapujące z wielu przyczyn, ale szczególnie zainteresowały mnie dwie. Po pierwsze pokazują one, że tak ważny dla życia proces jak rozdzielanie DNA może zachodzić dzięki współdziałaniu tylko dwóch białek. Po drugie zastanawiające jest, że bakteryjny parM zachowuje się podobnie jak mikrotubule biorące udział w rozdzielaniu DNA w komórkach eukaryotycznych. Wspólną cechą włókien parM i mikrotubul jest ich spontaniczna polimeryzacja i depolimeryzacja. Dzięki tej dynamicznej niestabilności „wyszukują ” w cytoplazmie elementy, do których mogą się zakotwiczyć – parR u bakterii i kinetochory chromosomów w komórkach Eukaryota.

Obie wymienione wyżej przyczyny zafrapowały mnie, gdyż ilustrują niezwykle proste, wręcz minimalistyczne, działania natury. Sugerują bowiem, że natura „użyła” tej samej strategii do rozdzielania DNA obu typów komórek przy pomocy polimerów, które z biochemicznego punktu widzenia są bardzo różne.

Równie ciekawa jest też prostota opisu tych w końcu bardzo skomplikowanych doświadczeń. Podobne są drukowane w „Science” eseje pozostałych laureatów.

Nauka bardzo często kojarzy się z hermetycznym językiem i skomplikowanym opisem niezrozumiałym dla laika. Umiejętność prostego opisu zjawisk nie jest powszechna wśród naukowców. Paradoksalnie specjaliście łatwiej przedstawić skomplikowany opis badanego przez niego procesu niż dokonać syntezy. Do syntetycznego przedstawienia skomplikowanych problemów trzeba mieć specjalne predyspozycje. Można też ich się nauczyć, pod warunkiem, że uświadamia się ich potrzebę.

To trochę jak w sztuce, gdzie talent ma znaczenie kapitalne, a udanej syntezy dokonać potrafią tylko najwybitniejsi. Chyba każdy próbujący namalować obraz w stylu Picassa, Kandinsky?ego czy Rothko – ten ostatni na pierwszy rzut oka wydaje się szczególnie łatwy do naśladowania, bo w końcu na jego płótnach są „tylko” dwa lub trzy kolorowe pasy. Jednak tego rodzaju próby zwykle pokazują, że zwykłemu śmiertelnikowi nie udaje się nawet zbliżyć do geniusza. Wychodzi to tylko zawodowym malarzom lub imitatorom.

Czytając proste, klarowne i krótkie eseje nagrodzonych przez „Science” młodych naukowców odnosi się wrażenie, że mają oni właśnie zdolność syntezy i pewien błysk geniuszu. A może to tylko profesjonalizm, którego może nauczyć się prawie każdy?

Jacek Kubiak

Fot. scalleja, Flickr (CC SA)