Esquemas de causación lineales en biología postgenómica: la subliminal y conveniente suposición del mapeo uno a uno entre genotipo y fenotipo

Abstract

En este ensayo cuestionamos la validez de algunos supuestos básicos en biología molecular y evolución sobre la base de datos experimentales recientes y a través de los lentes de las perspectivas no lineal y de sistemas. Enfocamos nuestra discusión sobre dos fundamentos bien establecidos de la biología: el flujo de información en biología molecular (es decir, su dogma central), y el paradigma de la vía de señalización “causal” lineal. Según ambos paradigmas, la suposición subliminal de un mapeo genotipo-fenotipo (one-to-one genotype-phenotype mapping GPM) uno a uno constituye una hipótesis de trabajo subyacente en muchos casos. Preguntamos si esto es empíricamente sostenible en el marco de la biología postgenómica. Llegamos a la conclusión de que, cuando se asume el concepto de redes complejas y procesos dinámicos en el comportamiento celular —un punto de vista que ahora ha sido validado empíricamente— ya no puede sostenerse el mapeo uno a uno. Ofrecemos la hipótesis que semejante suposición subliminal y a veces explícita debe sostenerse, hasta cierto punto, porque es conveniente para la apropiación privada y el mercadeo de los descubrimientos científicos. Sería de esperar que nuestra discusión contribuya a allanar la transición en curso hacia una biología de sistemas más integradora, explicativa, cuantitativa y multidisciplinaria. Esta última, a su vez, rendirá probablemente desarrollos médicos y agrícolas más preventivos y sustentables, respectivamente, que un enfoque reduccionista.

In this essay we question the validity of basic assumptions in molecular biology and evolution on the basis of recent experimental data and through the lenses of a systems and nonlinear perspective. We focus our discussion on two well established foundations of biology: the flow of information in molecular biology (i.e. the central dogma of molecular biology) and the “causal” linear signaling pathway paradigm. Under both paradigms the subliminal assumption of a one-to-one genotype-phenotype mapping (GPM) constitutes an underlying working hypothesis in many cases. We ask if this is empirically sustainable in post-genomic biology. We conclude that, when embracing the notion of complex networks and dynamic processes governing cellular behavior—a view now empirically validated— one-to-one mapping can no longer be sustained. We hypothesize that such subliminal and sometimes explicit assumptions may be upheld, to a certain degree, because they are convenient for the private appropriation of scientific discoveries. Hopefully, our discussion will help smooth the undergoing transition towards a more integrative, explanatory, quantitative and multidisciplinary systems biology. The latter will likely also yield more preventive and sustainable medical and agricultural developments, respectively, than a reductionist approach.