Rückkehr der Logik

Strother Moore von der University of Texas entwickelt seit drei Jahren Programme, die knifflige Probleme lösen. Solche Maschinen für logisches Denken sind unter anderem bei der Chipentwicklung von Nutzen. Mit der funktionellen Biologie visiert Moore nun ein frisches Anwendungsgebiet an. In diesem untersuchen Molekularbio-logen und Bioinformatiker, wie Proteine bei ihrer Synthese in der Zelle und der anschliessenden Ausübung ihrer Funktion von einem Zustand in einem anderen übergehen. Diese Übergänge - oft durch chemische Veränderungen herbeigeführt und von räumlichen Strukturänderungen begleitet - sollen künftig mit Logikmaschinen berechnet werden.

Richten soll das die so genannte «Pathway Logic», ein Logiksystem, mit dem sich Abläufe in biologischen Systemen beschreiben lassen. Das Programm erhält als Regelsatz alle chemischen Umwandlungen, die bei Proteinen bekannt sind. Darauf basierend werden Prognosen erstellt, ob ein bestimmtes Protein unter gegebenen Bedingungen in einer Zelle produziert werden kann.

Dabei arbeitet Pathway Logic nicht anders als gewöhnliche Logik-Maschinen: Anhand von Axiomen, also den Grundregeln, wird eine Zielformel bewiesen oder nicht. Der Rechner versucht, die Axiome so zu kombinieren, dass das gewünschte Ergebnis erreicht wird. Es handelt sich also um logisches Folgern in einem eng abgesteckten Rahmen. Bei der Entwicklung von Prozessoren etwa lässt sich mit Logik-Software die Genauigkeit der Divisionsrechnung überprüfen. Dass dies von hoher Bedeutung ist, zeigt das Beispiel von Intel. Die Firma übersah in ihrem ersten Pentium Prozessor einen winzigen Fehler in der Division, was eine kostspielige Rückrufaktion zur Folge hatte.

Was Ingenieuren dienlich ist, soll nun also auch Biologen recht sein. Doch wie immer bei mathematischen Modellen - ob es sich nun um das Testen von Prozessoren oder Proteinen handelt - der Gang ins Labor, um mit konkreten Experimenten zu überprüfen, ob das Modell richtig ist, bleibt den Forschern nicht erspart.