آیا تا به حال به این فکر کرده‌اید که چگونه شبکه‌ی پیچیده‌ی حیات با هم ارتباط برقرار می‌کنند؟ اگر زیست‌شناسی مطالعه‌ی پدیده‌های زنده است، پس زیست‌شناسی شیمیایی به عنوان یک مترجم دوزبانه عمل می‌کند—مسلط به هر دو زبان شیمی و زیست‌شناسی—با استفاده از ابزارهای شیمیایی برای رمزگشایی عمیق‌ترین اسرار حیات.

زیست‌شناسی شیمیایی، اگرچه ممکن است آکادمیک به نظر برسد، در واقع یک حوزه‌ی میان‌رشته‌ای جوان و پویا است. برخلاف زیست‌شناسی یا شیمی سنتی، به صورت مجزا عمل نمی‌کند، بلکه نقاط قوت هر دو رشته را با هم ترکیب می‌کند تا یک الگوی تحقیقاتی جدید ایجاد کند. با این حال، تعریف دقیق آن همچنان یک چالش است. درست مانند تفسیرهای «خوشبختی»، دیدگاه‌ها در مورد زیست‌شناسی شیمیایی در میان دانشمندان متفاوت است. در اینجا آنچه کارشناسان برجسته در سراسر جهان می‌گویند، آمده است.

برای درک بهتر زیست‌شناسی شیمیایی، ما بینش‌هایی را از محققان برجسته در این زمینه جمع‌آوری کرده‌ایم که هر کدام دیدگاهی منحصربه‌فرد ارائه می‌دهند:

کارولین آر. برتوزی (دانشگاه استنفورد): «زیست‌شناسی شیمیایی یک حوزه‌ی تحقیقاتی است که در آن مفاهیم و ابزارهای شیمیایی و زیستی به طور هم‌افزا برای پیگیری اکتشافات یا فناوری‌های جدید کار می‌کنند.»

برنت آر. استاکول (دانشگاه کلمبیا): «زیست‌شناسی شیمیایی مکانیسم‌های حاکم بر سیستم‌های زنده را با استفاده از ساختارهای مولکولی، ابزارها و چارچوب‌های تحلیلی بررسی می‌کند. این شامل تعریف کلاسیک استفاده از شیمی آلی مصنوعی برای ایجاد پروب‌های مولکول کوچک برای فرآیندهای بیولوژیکی و همچنین تلاش‌های گسترده‌تری مانند داروشناسی مولکولی، بیوفیزیک تک مولکولی و زیست‌شناسی مصنوعی است.»

استفان کوبیسک (مرکز تحقیقات پزشکی مولکولی CeMM): «این شیمی است که به آن زندگی داده شده است: علم به‌کارگیری شیمی برای درک و مختل کردن فرآیندهای بیولوژیکی.»

برایان سی. دیکینسون (دانشگاه شیکاگو): «زیست‌شناسی شیمیایی هم استفاده از روش‌های شیمیایی در زیست‌شناسی و هم بهره‌برداری از بیومولکول‌ها برای شیمی است. قدرت اصلی آن در رهایی از تعاریف سخت‌گیرانه نهفته است که امکان سازگاری و نوآوری بیشتر را فراهم می‌کند.»

کریستوفر جی. چانگ (UC Berkeley & HHMI): «زیست‌شناسی شیمیایی شامل مشاهده‌ی جهان—ارگانیسم‌ها و محیط‌های آن‌ها—از طریق لنز یک شیمیدان است، بهره‌برداری از قدرت ایجاد مواد جدید برای سود جامعه در سطح مولکولی.»

سایر کارشناسان، مانند کارستن شولتز (EMBL) ، بر تمایز آن از بیوشیمی تأکید می‌کنند و سلول‌های دست‌نخورده یا کل ارگانیسم‌ها را هدف قرار می‌دهند، در حالی که پاملا ای. سیلور (دانشکده پزشکی هاروارد) آن را به عنوان یک خیابان دو طرفه ترسیم می‌کند: «استفاده از زیست‌شناسی برای انجام شیمی جدید و استفاده از شیمی برای کاوش در زیست‌شناسی.»

دیوید آر. لیو (دانشگاه هاروارد) یک دیدگاه فلسفی ارائه می‌دهد: «برای من، زیست‌شناسی شیمیایی فقط یک رشته نیست، بلکه یک طرز فکر است—یکی از اکتشاف، سنتز و دستکاری مولکولی برای روشن کردن زندگی و بهبود سلامت انسان.»

در حالی که تعاریف متفاوت است، چندین موضوع متحدکننده پدیدار می‌شوند:

• ابزارهای شیمیایی: پروب‌های مولکول کوچک، مهندسی پروتئین و زیست‌شناسی مصنوعی به عنوان «چاقوهای جراحی و میکروسکوپ‌ها» برای تشریح فرآیندهای بیولوژیکی عمل می‌کنند.
• تمرکز بیولوژیکی: هدف نهایی حل معماهای بیولوژیکی—مکانیسم‌های بیماری، سیگنال‌دهی سلولی، تنظیم ژن—است که در آن شیمی وسیله است، نه هدف.
• ادغام میان‌رشته‌ای: این رشته در تقاطع شیمی، زیست‌شناسی، فیزیک و علوم محاسباتی پیشرفت می‌کند و نوآوری بی‌نظیری را پرورش می‌دهد.

از رمزگشایی زندگی تا مبارزه با بیماری، کاربردهای زیست‌شناسی شیمیایی گسترده است:

• درک زندگی: مولکول‌های سفارشی، بیومولکول‌ها را در سلول‌ها ردیابی می‌کنند و مکانیسم‌های پنهان را آشکار می‌کنند.
• توسعه دارو: غربالگری و بهینه‌سازی مولکول‌های کوچک، درمان‌های پیشگامانه را به ارمغان می‌آورد.
• مواد جدید: بیوسنسورها و بیوکاتالیست‌ها نقش آن را در علم مواد نشان می‌دهند.

با پیشرفت فناوری، زیست‌شناسی شیمیایی نوید می‌دهد که درک ما از زندگی را عمیق‌تر کند و در عین حال به چالش‌های جهانی رسیدگی کند. آن را به عنوان یک «رمزگشا» تصور کنید که از کلیدهای شیمی برای باز کردن گاوصندوق‌های زیست‌شناسی استفاده می‌کند—یک کشف در یک زمان.