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Innerhalb der Wissenschaft gibt es eine sich selbst verstärkende Rückkopplungsschleife: Es werden Modelle der Realität vorgeschlagen und experimentelle Werkzeuge und Methoden entwickelt, um diese Modelle zu testen. Werkzeuge bestimmen, was entdeckt werden kann, und die Modelle bestimmen, welche Werkzeuge überhaupt hergestellt werden. Theoretische Modelle sind oft lange nützlich, bis ihre grundsätzlichen Grenzen erkannt werden. Es ist an der Zeit, dass die Biologie ihre Modelle neu bewertet, wenn wir in unserem Verständnis der Zelle Fortschritte machen wollen.

In der Molekularbiologie hat keine Metapher mehr Gewicht gehabt als die Vorstellung von Zellen als Maschinen. Schulkindern wird beigebracht, sich Zellen als kleine Computer vorzustellen, die mit Molekülen gefüllt sind, die logische Funktionen ausführen. Als François Jacob und Jacques Monod, zwei Pariser Wissenschaftler, 1961 die Prinzipien der Genexpression entdeckten, dachten sie, dass Biomoleküle „in Programmiersprachen übliche bedingte Anweisungen zur Steuerung der Proteinproduktion“ ausführen. Im Jahr 1973 verglich der Physiker Charles H. Bennett die RNA-Polymerase, das Protein, das aus einer DNA-Matrize Boten-RNA herstellt, mit einer Turing-Maschine.

Indem man lebende Zellen und Computer gleichsetzt, verwechselt man die Karte mit dem Territorium. Eine Zelle kann nicht vollständig verstanden werden, wenn man alle ihre Komponenten isoliert betrachtet, wie dies bei einer Dampfturbine oder anderen Maschinen der Fall sein kann. Zellen sind vollgestopft mit Milliarden interagierender Moleküle, deren Verhalten sich von einer Umgebung zur nächsten ändert. Und doch haben Biologen seit langem Methoden entwickelt, um zelluläre Komponenten einzeln und nicht als sich ständig verändernde Teile eines Ganzen zu untersuchen. Das mentale Modell von „Zellen als Maschinen“ hat sich negativ auf die in der Biologie verwendeten Werkzeuge und Methoden ausgewirkt.

Die isolierte Untersuchung von Molekülen führt zu einer unvollständigen Sicht auf Zellen. Jahrzehntelang gab es keine geeigneten Möglichkeiten, Biomoleküle in Zellen räumlich, zeitlich und in ihrem natürlichen Kontext zu untersuchen. Aber jetzt ändert sich das. Neue Methoden offenbaren langsam, dass Zellen weitaus komplizierter – und schöner – sind als jede von Menschenhand geschaffene Maschine.

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Artikel zitiert aus THE LATECOMER