Геномът като строителен каталог, а не архитектурен проект
След приключването на проекта „Човешки геном“ през 2003 г. академичният ентусиазъм постепенно се сблъска със суровата лабораторна реалност. Нуклеотидните последователности дават подробен списък на протеиновите градивни елементи, но в тях липсват пространствени координати. ДНК не съдържа геометрични инструкции за това къде точно да се позиционира черният дроб или по каква траектория да се развие крайникът. В научните среди това се възприемаше като сложна химическа каскада от транскрипционни фактори, но физическите лимити на простата дифузия на молекули трудно обясняват прецизната мащабна координираност в ембриона.
Лабораторията на Майкъл Левин в университета Тъфтс предложи алтернативен прочит, опиращ се на мембранния потенциал на клетките. Всяка клетъчна мембрана поддържа йонен градиент благодарение на натриево-калиевите помпи и йонните канали. Оказва се, че тези електрически потенциали не са просто страничен продукт от метаболизма, а формират мащабни напреженови профили. Посредством цепковидни контакти (gap junctions) клетките обменят йони и образуват биоелектрична мрежа, която функционира като аналогов компютър.
Илизолиране на биоелектричния сигнал от генетичния матрикс
При опити с ембриони на африканската ноктеста жаба (Xenopus laevis) изследователите успяват да заснемат биоелектричната карта на развиващото се лице часове преди да се задейства какъвто и да е познат генетичен маркер за формиране на очи или уста. Измерването на флуоресцентни багрила, чувствителни към напрежение, показва ясни биоелектрични патърни. Когато тези напреженови градиенти бъдат изкуствено модифицирани чрез фармакологично блокиране на йонните канали или инжектиране на иРНК за специфични йонни помпи, клетките променят съдбата си.
Особено показателни са експериментите с мутации. При въвеждане на деструктивна мутация в гена Notch, която по правило води до липса на око, правилното биоелектрично поляризиране на региона принуждава клетъчния колектив да изгради напълно функциониращо око. В този случай физическият софтуер компенсира повредения генетичен хардуер. Това противоречи на традиционната представа за строго строга генетична детерминираност.
