Мозаика ДНК в вашем мозгу

Вы можете думать, что ваша ДНК – это одна уникальная последовательность, но у вашего мозга есть другие идеи.

Источник: iStock / Виктор Тонгди

Нас учили, что у каждого из нас есть одна уникальная ДНК, генетический код, который является фиксированным и священным определением нашего существа, идентичные копии, размещенные в каждой клетке нашего тела. Когда мы плеваем в чашку и отсылаем ее 23Me или Ancestry, они упорядочивают эту одну ДНК и рассказывают нам историю о том, кто мы и откуда мы пришли. Но как насчет того, куда мы идем и кем мы становимся?

Здесь тоже есть генетическая история, довольно неожиданная.

• Связаны ли депрессия и употребление каннабиса?
• Нарциссизм и естественный отбор
• Один вопрос, который вы должны задать перед тестированием ДНК
• Вы справляетесь или выходите?
• Красивые истины о том, чтобы быть очень чувствительным человеком

Генетическая изменчивость в мозге

Оказывается, что нейроны вашего мозга более заняты своей ДНК, чем предполагалось изначально. До 40 процентов ваших нейронов содержат ДНК с удаленными или дублированными длинными частями. Это означает, что геномы в ваших нейронах за время жизни обрезались, модифицировались или копировались. Более того, это произошло немного по-разному от нейрона к нейрону. В целом, это приводит к тысячам мутаций в вашем нейронном ландшафте, едва ли наиболее существенному выполнению порядка, которое ученые воображали ранее. Сегодня ученые из Института Солка [1] и других стран сравнивают генетику человеческого мозга с мозаикой, коллажем из разных элементов, которые все же объединяются в единый предмет искусства. Майк Макконнелл, автор статьи из Института Солка, подчеркивает, что это открытие меняет те самые вопросы, которые задают нейробиологи: «Мы больше не говорим:« У нейронов разные геномы? Мы говорим: «Давайте разберемся, как это важно».

Молекулярная персонализация

• Еда и упражнения: гены против мыслей о генах
• Как ИИ и геномика могут лечить эпилепсию
• Консерватизм и инбридинг
• Могут ли добавки действительно улучшить ваше когнитивное функционирование?
• Воспитание детей после анорексии

Один из способов, которым это важно, связан с экспрессией генов – считыванием генов в нашей ДНК для синтеза белков, которые они кодируют. Ученые давно знают, что не все ваши гены выражены одинаково. Некоторые никогда не выражаются. Другие дебютируют только в определенное время или при определенных условиях. Расположение имеет значение тоже. Например, способ, которым ваши гены читаются и затем встроены во внутреннюю работу ваших клеток, отличается в вашем желудке по сравнению с вашей печенью, кожей или глазами – иными словами, каждый из ваших органов нуждается в различном множестве белков или молекулярных работников функционировать. Селективный или персонализированный подход к экспрессии генов позволяет каждому из ваших органов генерировать молекулярных рабочих, в которых они нуждаются, и избегать производства рабочих, которые могут нанести ущерб функционированию этого органа. Например, кислый желудочный фермент может нанести вред вашим глазам.

Экспрессия генов особенно важна для мозга и человеческого мозга. Например, когда вы сравниваете человеческий мозг с другими млекопитающими, именно человеческий мозг демонстрирует самые высокие уровни экспрессии генов. И хотя ученые не могут быть уверены, почему это может быть, современные гипотезы предполагают, что этот более высокий уровень экспрессии генов позволяет человеческому мозгу работать на более высоких уровнях нейрональной активности.

Тем не менее, особенности экспрессии генов в мозгу все еще раскрываются, и, как это часто бывает, чем больше ученых узнают, тем сложнее становится картина. Недавние исследования, например, показывают, как среда играет огромную роль в экспрессии генов, когда ваш уникальный набор личного опыта оказывает глубокое влияние на то, какие конкретные гены экспрессируются в вашем мозгу. Возможно, это также определяет, как нейроны обрезают, копируют и модифицируют свою ДНК.

Осмысление нейронного генетического разнообразия

Разнообразие ДНК между нейронами добавляет дополнительный уровень сложности этому процессу персонализированной экспрессии генов. Мало того, что ваши гены экспрессируются избирательно и дифференцированно в зависимости от вашего жизненного опыта, сам кодируемый код отличается между вашими отдельными нейронами. Поэтому неудивительно, что отдельные гены, экспрессируемые в вашем мозгу, сильно отличаются от человека, сидящего рядом с вами.

А поскольку экспрессия генов соответствует выработке различных молекул, которые определяют работу вашего мозга на нейронном уровне, эта изменчивость будет не только отображаться как различия в способах мышления, ощущения и поведения по сравнению с окружающими вас людьми, но также вероятно, будет виден в показаниях активности мозга. Понимание этих связей может рассказать генетическую историю того, кем мы становимся, подчеркивая как огромное разнообразие людей, так и уникальность вас в каждой точке вашей жизни.

Как сказал американский энтомолог Джин Робинсон:

Мозги не только направляют наше поведение. Они встраивают наш опыт в целостное восприятие мира. Этот мир будет таким же уникальным для каждого из нас, как и наша личная история, с потенциалом быть солнечным, облачным или наполненным тенями. Если мы сможем стать опытными в коде, по которому работает наш мозг, возможно, мы сможем научиться подталкивать эти повествования в правильном направлении и наполнять светом мир каждого человека.

Рекомендации

[1] McConnell M., Lindberg M., Brennand K., Piper J., Voet T. & Cowing-Zitron C. et al. (2013). Изменение числа копий мозаики в нейронах человека. Science, 342 (6158), 632-637. doi: 10.1126 / science.1243472