把生命拆解成一連串生物化學反應來研究,是當今了解生命的過程的主流方法。化學反應本身是機率事件,化學反應速率本身是化學反應的概率。一般的化學反應體系,我們看到的是10的23次方個分子的體系,這樣的體系,就好像擲骰子非常非常多次,隨機性就變得不太重要了。不過,當我們把細胞看成微小的化學反應體系,那麼,隨機性會不會出現?有的話,為什麼 生命的各種活動與現象是這麼的「確定」,以至於單細胞、多細胞等等各種生物都能因循一個固定的模式成長、繁殖、新陳代謝、應對環境呢?
關於這個生物系統的隨機性,尤其是在分子層次上的研究,是從2000年以來國際上一個相對新穎年輕的領域,「系統生物學」的一個分支。這裡我將介紹這個領域的相關發展,以及為什麼這個領域非常需要跨領域的專業,並且會談到我們跟植微所吳素幸老師團隊的合作。我們發現能調控基因表現的「上游開放閱讀框」,一段在mRNA轉譯區上游的序列,能過有效的降低該基因表達的不確定性,讓基因表現量在不同的細胞趨向一致。當我們改變生物鐘基因TOC-1的上游開放閱讀框,會導致細胞的生物鐘震盪失去該有的精確度。