Уловить детали огромной паутины взаимосвязанных химических процессов, которые бурлят внутри наших клеток, – один из способов смоделировать их поведение, но если посмотреть на сети биохимических реакций, в деталях нанесенные на карту, они несколько сбивают с толку. Как жаловался нобелевский лауреат Пол Нерс, за деревьями трудно увидеть лес. Нерс заинтересован в изображении жизни и клеток другим, более фундаментальным способом, с точки зрения логики и информации[376]. Под этим он имеет в виду нечто гораздо большее, чем нынешний (и, по общему признанию, важный) взгляд на то, как информация, закодированная в ДНК, превращается в белки – то, как она используется биологической системой (такой, как человеческая клетка) в целом, как снаружи, так и внутри. «Информация занимает центральное место в биологии. В 1950-х и 1960-х гг. о ней говорили все, а затем ее затмила молекулярная биология»[377].

Нерс считает, что попытка понять клетки на химическом уровне является непосильной задачей, и логичнее рассматривать клетку как знаменитый черный ящик – понять, как она справляется с вводом и выводом информации. Тогда можно было бы, например, классифицировать коллективные клеточные химические реакции внутри ящика как «модули», которые могут участвовать в динамике внутриклеточной коммуникации, включая петли обратной связи, переключатели, таймеры, генераторы и усилители. Два классических примера включают рассмотрение ДНК как устройства хранения цифровой информации и лактозного оперона (lac operon), участка кода ДНК, необходимого для транспорта и метаболизма лактозы в E. coli и других бактериях. Lac operon можно рассматривать как логический вентиль, нелинейную петлю отрицательной обратной связи, которая активируется при условии «лактоза, А НЕ глюкоза».

Самое сложное – выяснить, как разнообразные и многочисленные молекулярные взаимодействия в сложной клеточной биохимии отображаются на логических модулях. Причина, по которой это не так просто, заключается в том, что, как указывает Нерс, живые машины не спроектированы, а сами стали слишком сложными и содержат бесконечную избыточность. Другая причина, по которой логика жизни запутана, – составляющие ее молекулы могут объединяться во многих различных комбинациях[378]. Есть надежда, что, когда эти модули «подключатся» посредством таких процессов, как реакции, диффузия и цитоскелетный транспорт, при которых «скелет» клетки перемещает клеточные компоненты, можно будет понять, как клетка организована в трех измерениях. Это также означает, что разная информация может храниться в разных местах, а самые разнообразные связи между логическими модулями могут то усиливаться, то ослабевать из-за диффузии биохимических веществ в течение жизни клетки[379].

Такое описание освободило бы нас от необходимости понимать все химические процессы внутри клеток, точно так же, как принципиальная схема резисторов, транзисторов и т. д. освобождает нас от необходимости знать, что на самом деле делают все электроны в электрической цепи. «Нам необходимо сосредоточиться на том, как информация управляется в живых системах и как это приводит к биологическим явлениям более высокого уровня», – говорит он[380].

Это значит выяснить, как информация собирается из окружающей среды, из других клеток, а также из краткосрочной и долгосрочной памяти клетки, а затем интегрируется, отбрасывается, обрабатывается или сохраняется для дальнейшего использования. «Цель состоит в том, чтобы описать, как информация проходит через модули и вызывает клеточные явления более высокого уровня, исследования, которые вполне могут потребовать разработки новых методов и языков для описания задействованных процессов». Как и мы, он видит, что самым большим препятствием является разработка необходимой теории, раскрывающей возникающие процессы жизни.