Биология сложна и разнообразна, поэтому и подходы к научным исследованиям должны быть такими же

Понимание биологических систем требует изучения миллионов взаимодействующих частей. Качество научного понимания зависит от задаваемых вопросов, а наблюдение мира с разных точек зрения и задавание вопросов с разных перспектив помогает распознать и понять биологическую сложность. Разнообразные коллаборации приводят к лучшим вопросам и более инновационным решениям, но разнообразие в исследованиях находится под угрозой.

Модельные виды и неожиданные открытия

Наша исследовательская группа изучает регуляцию генов, используя в качестве модельного организма плодовую мушку (Drosophila melanogaster). Обычно предполагалось, что регуляция каждой копии гена на двух хромосомах независима.

Неожиданно наши исследования показали, что у плодовых мушек копии на отдельных хромосомах физически взаимодействуют, чтобы модулировать регуляцию друг друга. Это означает, что хромосомы не независимы: они корегулируются способом, зависящим от структуры генома, или того, что мы называем архитектурой хромосом.

Эта форма межхромосомной регуляции генов, называемая трансвекцией, была впервые описана в 1950-х годах, но остается малоизвестной. Ее потенциальная роль в формировании биологической сложности недооценена, поскольку ее эффекты часто (но не всегда) тонкие и, как правило, затмеваются «типичными» механизмами регуляции генов вдоль одной хромосомы (cis-регуляцией).

Сложные генетические взаимодействия

Наши исследования трансвекции сосредоточены на тонких различиях между особями и условиями среды. Слишком часто биология предполагает, что явления просты, единообразны и дискретны.

Мы показали, что сама трансвекция, будучи неожиданным явлением, варьирует тонко и существенно, непредсказуемым образом. Признание того, что межхромосомная регуляция вообще возможна, не говоря уже о том, что она сама может модулироваться и быть вариабельной, потребовало взглянуть на наши результаты с нетипичной точки зрения.

Различия между мужской и женской биологией

В наших исследованиях метаболизма мы неоднократно обнаруживали значительные и существенные различия между самцами и самками. Например, в недавних неопубликованных данных мы обнаружили, что различия в реакции самцов и самок плодовых мушек на токсичность металлов были такими же большими, как мы ожидали бы между разными видами.

Прошлая общепринятая мудрость в этой области предполагала, что биология двух полов взаимозаменяема, причем самки, по сути, были просто гипервариабельными самцами. Однако недавние исследования в нашей и других лабораториях в целом опровергают это заблуждение.

Реакции самцов и самок схожи, но различны. Чтобы понять биологию, необходимо выявлять, признавать и изучать эти тонкие различия для проведения более тщательных научных исследований.

Неожиданная сложность и роль коллабораций

Наши исследования регулярно выявляют неожиданную биологическую сложность, и, что не случайно, перечисленные выше исследования были выполнены в коллаборации. Техническая сложность исследований часто требует привлечения экспертов из нескольких дисциплин.

Типичный проект может включать полдюжины или более экспериментов и методов, от биохимии до генетики и истории жизни, а также методы от ферментативных кинетических анализов до масс-спектрометрии и секвенирования ДНК.

В нашем опыте разнообразные коллаборации, сочетающие разные перспективы и точки зрения, приводят к инновационным выводам. Серия крупномасштабных исследований с участием миллионов исследователей и публикаций неоднократно показывает, что разнообразные группы ученых задают более интересные, проницательные и инновационные вопросы и предлагают более интересные решения.

Разнообразие и инновации под угрозой

Однако эта связь «разнообразие–инновации» подвергается атакам в текущей социальной и политической обстановке. Это наиболее заметно при нынешнем политическом режиме в США, но присутствует и в Канаде.

Если эти атаки будут успешными, они сузят перспективу научных исследований и подорвут научный прогресс. Нынешнее разнообразие — результат десятилетий программ, борющихся с поколениями системной дискриминации.

Исследования и наш собственный опыт ясно показывают, что разнообразные группы исследователей проводят более творческую, инновационную и значимую науку. Видимость в научных исследованиях важна для обеспечения их устойчивости. Больше молодых студентов выберут карьеру в исследованиях, если смогут увидеть себя в этой роли.

Биологический мир — это прекрасное, разнообразное и сложное место. Чтобы по-настоящему понять этот мир, исследовательская лаборатория тоже должна быть такой.