Περιέχω πλήθη
Το DNA σας υποτίθεται ότι είναι το προσχέδιο σας, ο μοναδικός κύριος κωδικός σας, πανομοιότυπος σε κάθε ένα από τα δεκάδες τρισεκατομμύρια κύτταρά σας. Γι' αυτό είσαι εσύ, αδιαίρετος και ολόκληρος, συνεπής από την άκρη μέχρι τα νύχια.
Αλλά αυτό είναι στην πραγματικότητα απλώς ένα βιολογικό παραμύθι. Στην πραγματικότητα, είστε ένα σύνολο γενετικά διακριτών κυττάρων, μερικά από τα οποία έχουν ριζικά διαφορετικές οδηγίες λειτουργίας. Αυτό το γεγονός έγινε σαφές μόλις την τελευταία δεκαετία. Παρόλο που καθένα από τα κύτταρά σας υποτίθεται ότι περιέχει ένα αντίγραφο του DNA στο γονιμοποιημένο ωάριο που ξεκίνησε τη ζωή σας, οι μεταλλάξεις, τα λάθη αντιγραφής και τα λάθη επεξεργασίας άρχισαν να τροποποιούν αυτόν τον κώδικα μόλις ο ζυγωτικός εαυτός σας άρχισε να διαιρείται. Στο ενήλικο σώμα σας, το DNA σας είναι γεμάτο από ακριβείς μεταλλάξεις, γεμάτες με επαναλαμβανόμενες ή αναδιαταγμένες πληροφορίες ή λείπουν πληροφορίες, ακόμη και χωρίς τεράστια κομμάτια μεγέθους χρωμοσώματος. Τα δεδομένα σας είναι απελπιστικά κατεστραμμένα.
Οι περισσότεροι επιστήμονες του γονιδιώματος υποθέτουν ότι αυτή η ποικιλομορφία του DNA, που ονομάζεται «σωματική μετάλλαξη» ή «δομική παραλλαγή», είναι κακή. Οι μεταλλάξεις και άλλες γενετικές αλλαγές μπορούν να αλλάξουν τη λειτουργία του κυττάρου, συνήθως προς το χειρότερο. Το ανώμαλο DNA είναι χαρακτηριστικό γνώρισμα των καρκίνων και η γονιδιωματική παραλλαγή μπορεί να προκαλέσει μια σειρά από εγκεφαλικές διαταραχές και δυσμορφίες. Είναι λογικό:Οι κυψέλες που εκμεταλλεύονται τις αλλοιωμένες πληροφορίες πιθανότατα δεν λειτουργούν πολύ καλά.
Οι περισσότερες έρευνες μέχρι σήμερα έχουν επικεντρωθεί στο πώς το ανώμαλο DNA προκαλεί ασθένειες, αλλά ακόμη και τα υγιή σώματα φιλοξενούν γενετικές διαταραχές. Τα τελευταία χρόνια, ορισμένοι ερευνητές αναφέρουν ότι περίπου το 10 έως το 40 τοις εκατό των εγκεφαλικών κυττάρων και μεταξύ 30 και 90 τοις εκατό των ανθρώπινων ηπατικών κυττάρων είναι ανευπλοειδή, που σημαίνει ότι ένα ολόκληρο χρωμόσωμα είτε λείπει είτε διπλασιάζεται. Οι παραλλαγές αριθμού αντιγράφων, στις οποίες πολλαπλασιάζονται ή εξαλείφονται κομμάτια DNA μήκους μεταξύ 100 και μερικών εκατομμυρίων γραμμάτων, φαίνεται επίσης να είναι ευρέως διαδεδομένες σε υγιείς ανθρώπους.
Η ακριβής έκταση της ποικιλότητας από κύτταρο σε κύτταρο είναι ακόμα ασαφής και αποτελεί θέμα συζήτησης. Μόνο τα τελευταία δύο χρόνια οι επιστήμονες μπόρεσαν να εξετάσουν προσεκτικά μόνο ένα γονιδίωμα κάθε φορά, με την εμφάνιση νέων μεθόδων προσδιορισμού αλληλουχίας DNA μονοκυττάρου. (Προηγούμενες μέθοδοι υπολόγιζαν κατά μέσο όρο τα αποτελέσματα χιλιάδων ή εκατομμυρίων κυττάρων και μπορούσαν να ανιχνεύσουν μόνο τεράστιες εκτροπές ή σχετικά κοινές.) Επειδή αυτή η εργασία είναι τόσο νέα, κάθε μελέτη περιλαμβάνει εκπλήξεις:Μια μελέτη αλληλουχίας γονιδιώματος ενός κυττάρου 97 νευρώνων από υγιείς εγκεφάλους, που δημοσιεύθηκε σήμερα από τον Christopher Walsh, νευρολόγο στο Παιδιατρικό Νοσοκομείο της Βοστώνης και το Ιατρικό Ινστιτούτο Howard Hughes, και τον μεταδιδακτορικό ερευνητή Xuyu Cai βρήκαν λίγα που ήταν ανευπλοειδή — λιγότερο από 5 τοις εκατό. Αλλά οι περισσότεροι είχαν τουλάχιστον μία παραλλαγή αριθμού αντιγράφων καλού μεγέθους.
Τα ευρήματα του Walsh και άλλα σηματοδοτούν μια τρίτη φάση στην ανθρώπινη γονιδιωματική. Όταν το πλήρες DNA ενός ανθρώπου αναλύθηκε για πρώτη φορά το 2000, θεωρήθηκε ότι ήταν «το» ανθρώπινο γονιδίωμα. Αμέσως μετά, οι ερευνητές άρχισαν να εξερευνούν τις διαφορές μεταξύ των ατόμων, ξεκινώντας την εποχή του «προσωπικού γονιδιώματος». Τώρα η επιστήμη εισέρχεται στην εποχή του μικρογονιδιώματος, στην οποία η έρευνα αρχίζει να εξερευνά τους κόσμους μέσα μας, εξετάζοντας τις εγγενείς ατέλειες και αντιφάσεις μας, τα πλήθη που περιέχουμε.
Με αυτήν την τρίτη φάση έρχεται ένα βαθύτερο ερώτημα. Τι σημαίνουν οι γενετικές μας αντιφάσεις; Παίζουν σημαντικό ρόλο στη βιολογία μας; Σε αυτό το σημείο, σχεδόν κάθε επιστήμονας του γονιδιώματος έχει μια ελαφρώς διαφορετική αντίληψη. Μια εκπληκτική θεωρία προτείνει ότι η ποικιλομορφία του DNA μπορεί να είναι καλή για εσάς. Είναι ένα χαρακτηριστικό, όχι ένα σφάλμα.
Σύμφωνα με αυτή την ιδέα, η γενετική ετερογένεια επιτρέπει στα σώματα να είναι πιο προσαρμοστικά και ανθεκτικά. Η λογική προέρχεται από την εξελικτική βιολογία. Η γενετική ποικιλότητα είναι σαφώς ωφέλιμη για έναν πληθυσμό ή ένα είδος, επειδή μερικά άτομα πιθανότατα θα είναι τυχαία εξοπλισμένα για να επιβιώσουν από απρόβλεπτες περιβαλλοντικές αλλαγές, όπως μια ξηρασία ή μια επιδημία. Σε παρόμοια γραμμή, ορισμένοι βιολόγοι έχουν προτείνει ότι η γενετική ποικιλότητα μπορεί επίσης να είναι ευεργετική για το άτομο. Εάν οι νέες συνθήκες απαιτούν νέες ικανότητες ή λειτουργίες, όπως η επιβίωση μιας περιβαλλοντικής τοξίνης ή η εκμάθηση μιας νέας δεξιότητας, η γενετική ετερογένεια αυξάνει τις πιθανότητες τουλάχιστον μερικά κύτταρα να είναι σε θέση να ευδοκιμήσουν σε αυτή τη νέα κατάσταση. «Σκέφτομαι το σώμα ως έναν πληθυσμό κυττάρων, παρόμοιο με τον πληθυσμό των ανθρώπινων οργανισμών που περπατούν σε αυτή τη γη», είπε ο Τζέιμς Λούπσκι, γενετιστής στο Baylor College of Medicine, ο οποίος μελετά πώς οι αλλαγές του DNA διαμορφώνουν τα ανθρώπινα χαρακτηριστικά. Σε οποιονδήποτε τέτοιο πληθυσμό, "υπάρχουν πολλά να ειπωθούν για τη δημιουργία παραλλαγής και για την επιλογή της πιο κατάλληλης παραλλαγής."
Η πιο ριζοσπαστική εκδοχή αυτού του επιχειρήματος προέρχεται από τον Fred Gage, έναν νευροβιολόγο του Ινστιτούτου Salk, γνωστότερο για τις πρωτοποριακές μελέτες στη νευροπλαστικότητα, την ικανότητα προσαρμογής του εγκεφάλου ενηλίκου. Η ομάδα του ανακάλυψε ότι αρκετοί τύποι γενετικών παραλλαγών είναι συνηθισμένοι στον κανονικό ανθρώπινο εγκέφαλο ενηλίκων και πιστεύει ότι αυτή η ποικιλομορφία θα μπορούσε να βοηθήσει στην εξήγηση της εκπληκτικά πολύπλοκης δομής και της αξιοσημείωτης ευελιξίας του οργάνου. «Δεν μπορούμε να προβλέψουμε τι θα συμβεί στα 80 χρόνια της ζωής μας», είπε. «Πρέπει να οικοδομήσουμε μηχανισμούς διαφορετικότητας που θα μας βοηθήσουν να προσαρμοστούμε στα πράγματα που μας συμβαίνουν». Οι ειδικοί στη βιολογία του ήπατος προτείνουν μια παρόμοια ιδέα. Έχουν ακόμη και προκαταρκτικά στοιχεία ότι η γενετική ποικιλομορφία μπορεί να κάνει το όργανο πιο ανθεκτικό.
Το αποτέλεσμα αυτής της έρευνας θα μπορούσε επίσης να έχει πρακτικές συνέπειες. Εάν οι σωματικές μεταλλάξεις είναι κοινές σε υγιή σώματα, τότε οι βιοϊατρικοί ερευνητές δεν μπορούν πλέον να υποθέσουν ότι οι εκτροπές του DNA δείχνουν τα αίτια της νόσου. Οι γιατροί δεν θα μπορούν να εμπιστευτούν ότι το DNA που βρέθηκε σε δείγμα αίματος ή σάλιου αντανακλά πραγματικά τις αλληλουχίες γονιδίων στην καρδιά ή στο συκώτι. Εάν η σωματική παραλλαγή αποδειχθεί ότι δεν είναι απλώς κοινή αλλά και καλή για εσάς, θα υπονομεύσει τη μακροχρόνια υπόθεση ότι το πιο υγιές γονιδίωμα αναπαράγεται με τέλεια πιστότητα. Τα πιο λειτουργικά σώματα μπορεί να είναι αυτά που επιτρέπουν μια μικρή μετάλλαξη, που ενθαρρύνουν μια ορισμένη ποσότητα γενετικής αγριότητας και διαταραχής μέσα.
A Patchwork Brain
Στο ανοσοποιητικό σύστημα, η ποικιλομορφία του DNA είναι αναμφίβολα απαραίτητη για την υγεία - είναι ο τρόπος με τον οποίο το σώμα μας αναγνωρίζει τους μολυσματικούς εισβολείς ακόμα κι αν δεν τους έχουμε ξανασυναντήσει. Τα ανοσοκύτταρά μας παράγουν εκατοντάδες εκατομμύρια μοναδικούς και διακριτικούς υποδοχείς, μια τεράστια βιβλιοθήκη που μπορεί να ανιχνεύσει και να καταπολεμήσει σχεδόν κάθε πιθανό ξένο παράγοντα. Παραδόξως, αυτή η ποικιλία παράγεται από μια χούφτα μόνο γονίδια ανοσοσφαιρίνης, τα οποία ανακατασκευάζονται και ανασυνδυάζονται τυχαία σε κάθε κύτταρο του ανοσοποιητικού. Κάθε μοναδικός συνδυασμός αυτών των θραυσμάτων γονιδίων οδηγεί σε έναν ελαφρώς διαφορετικό υποδοχέα, μια ανακάλυψη που χάρισε στον Susumu Tonegawa βραβείο Νόμπελ το 1987. «Ήταν απαραίτητο για την επιβίωσή μας ως είδος να δημιουργήσουμε τυχαία εκατομμύρια τύπους παραλλαγών για να μας φτιάξουν αρκετά αντισώματα. », είπε ο Λούπσκι. «Δεν θα το έλεγα παθολογία. Θα το έλεγα κανονική βιολογία."
Όμως, το ανοσοποιητικό σύστημα θεωρήθηκε ότι ήταν μόνο μια τυχαία εξαίρεση και η παραλλαγή του DNA σε άλλα σημεία του σώματος διαγράφηκε ως σφάλμα, το ατυχές αποτέλεσμα των ατελειών στον μηχανισμό αντιγραφής. Τα ένζυμα που εμπλέκονται στην αντιγραφή και την επεξεργασία του DNA κατά τη διάρκεια της κυτταρικής διαίρεσης μπορεί να αποκοπούν, να επανεισαχθούν ή να δημιουργήσουν πάρα πολλά αντίγραφα τεντωμάτων του γονιδιώματος, δημιουργώντας παραλλαγές στον αριθμό των αντιγράφων. Οι ανευπλοειδίες είναι αποτέλεσμα διαφορετικού τύπου λάθους. Εμφανίζονται όταν τα διπλά χρωμοσώματα κατανέμονται άνισα μεταξύ δύο διαιρούμενων κυττάρων.
Τέτοιες μεταλλάξεις ονομάζονται «σωματικές» επειδή δεν κληρονομούνται. Αντίθετα, εμφανίζονται αυθόρμητα σε μη αναπαραγωγικά κύτταρα. Εάν μια σωματική μετάλλαξη συμβεί κατά την ανάπτυξη σε έναν ταχέως διαιρούμενο ιστό, μπορεί να υπάρχει σε εκατοντάδες ή εκατομμύρια κύτταρα. Αντίθετα, οι μεταλλάξεις βλαστικής σειράς συνήθως κληρονομούνται:Βρίσκονταν ήδη στο ωάριο ή στο σπέρμα τη στιγμή της σύλληψης, πράγμα που σημαίνει ότι επηρεάζουν κάθε κύτταρο του σώματος.
Μερικοί ερευνητές υποψιάζονταν ότι κάτι σαν αυτό που συνέβαινε με το ανοσοποιητικό σύστημα μπορεί να συμβαίνει στον εγκέφαλο. Και εδώ, επίσης, ένα περιορισμένο σύνολο γονιδίων κωδικοποιεί με κάποιο τρόπο μια μεγάλη ποικιλία κυττάρων - ίσως έως και 10.000 διαφορετικούς τύπους. «Ο εγκέφαλος είναι εξαιρετικά ενδιαφέρον και οι άνθρωποι πάντα αναζητούν κομψούς τρόπους για να εξηγήσουν πώς αποκτάς αυτά τα εκπληκτικά επίπεδα διαφορετικότητας», είπε ο Ira Hall, μοριακός γενετιστής στην Ιατρική Σχολή του Πανεπιστημίου της Ουάσιγκτον στο Σεντ Λούις, ο οποίος έχει σπουδάσει μηχανισμούς. της αναδιάταξης του DNA για πολλά χρόνια.
Το 2001, ο νευροεπιστήμονας Jerold Chun και άλλοι ερευνητές στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στο Σαν Ντιέγκο έκαναν την εκπληκτική ανακάλυψη ότι περίπου το ένα τρίτο των ανώριμων κυττάρων που δημιουργούν νευρώνες σε έναν εμβρυϊκό εγκέφαλο ποντικού ήταν ανευπλοειδείς. «Οι άνθρωποι νόμιζαν ότι ήμασταν τρελοί», είπε ο Chun, τώρα νευροεπιστήμονας στο Scripps Research Institute στο Σαν Ντιέγκο. Σε έγγραφα παρακολούθησης, ο Chun και άλλοι διαπίστωσαν ότι οι πλήρως αναπτυγμένοι ανευπλοειδείς νευρώνες ήταν συνηθισμένοι σε εγκεφάλους ενηλίκων ποντικών, ακόμη και σχηματίζοντας κυκλώματα με άλλα κύτταρα. Εμφανίστηκαν και στους ανθρώπους:Σε άτομα που είχαν πεθάνει από αιτίες που δεν σχετίζονται με τον εγκέφαλο, βρέθηκε ότι περίπου το 10 τοις εκατό των εγκεφαλικών κυττάρων τους ήταν ανευπλοειδή.
Αν κάθε εγκέφαλος φιλοξενούσε έναν υποπληθυσμό ιδιοσυγκρασιακών, γενετικά παράξενων νευρώνων, μερικοί από τους οποίους μπορεί να ανταποκρίνονται με περίεργους τρόπους σε διέγερση ή τραυματισμό, αυτό θα μπορούσε να αρχίσει να εξηγεί την απίστευτη διακύμανση μεταξύ εγκεφάλου και ατόμων, σκέφτηκε ο Chun. «Σας δίνει τη δυνατότητα να δημιουργήσετε ένα νευρικό σύστημα που είναι σχεδόν απείρως ποικιλόμορφο», είπε ο Chun. "Πέρα από τη γενετική ποικιλότητα που έχουμε ως είδος, η νευρική ποικιλομορφία δίνει τάξεις μεγέθους περισσότερες δυνατότητες στο σύστημα."
Σε παρόμοια γραμμή, η ομάδα του Gage διαπίστωσε ότι μικροσκοπικά κομμάτια DNA, που ονομάζονται κινητά στοιχεία, θα μπορούσαν να προκαλέσουν μικρές γενετικές αλλαγές σε νεογέννητους νευρώνες στον ενήλικο ανθρώπινο εγκέφαλο. Αυτές οι εισαγωγές είναι πολύ μικρές για να εντοπιστούν εύκολα σε επίπεδο γονιδιώματος, έτσι η ομάδα του αναζήτησε μεγαλύτερες παραλλαγές αριθμού αντιγράφων (CNVs) σε 110 νευρώνες από μεταθανάτιους εγκεφάλους. Ο Gage συνεργάστηκε με τον Hall, ο οποίος έχει εξειδίκευση στον προσδιορισμό αλληλουχίας μονοκυττάρου, και ανέφεραν το περασμένο φθινόπωρο ότι το 13 έως 41 τοις εκατό των ενήλικων ανθρώπινων νευρώνων είχαν τουλάχιστον ένα σημαντικό CNV και μερικοί είχαν δέκα ή περισσότερους.
Ο Gage προτείνει ότι τα κινητά στοιχεία και τα CNV υπάρχουν για τον ίδιο λόγο:Προάγουν τη δυναμική ευελιξία στον εγκέφαλο, η οποία θα μπορούσε να αποδειχθεί απαραίτητη σε περιόδους ταχείας αλλαγής. «Σας παρέχεται πρόσθετη ποικιλομορφία, η οποία είναι προετοιμασία για απροσδόκητες αλλαγές. Μπορεί να σας δώσει κάποια προσαρμοστικότητα που δεν θα έκανε ένα στάσιμο, μονοσθενές γονιδίωμα». Τα κύτταρα που παρέχουν πλεονεκτήματα επιβιώνουν και κάνουν συνδέσεις με άλλα κύτταρα. Όσοι δεν το κάνουν, πεθαίνουν. Είναι η επιβίωση του ισχυρότερου, ακριβώς εκεί στον εγκέφαλό μας.
Έκρηξη με χρωμοσώματα
Δεν είναι σαφές εάν άλλα μέρη του σώματος είναι τόσο γεμάτα με γονιδιωματικές δυσλειτουργίες. «Είναι ακόμη πολύ νωρίς», είπε ο Χολ. Έξω από τον εγκέφαλο, η καλύτερα τεκμηριωμένη γονιδιωματική μεταβλητότητα σε υγιείς ανθρώπους βρίσκεται στο ήπαρ. Πριν από περισσότερα από εκατό χρόνια, οι βιολόγοι παρατήρησαν ότι ορισμένα ηπατοκύτταρα (κύτταρα του ήπατος) ήταν τεράστια, διογκωμένα με δύο ή περισσότερους πυρήνες και ξέσπασαν από χρωμοσώματα. Οι σύγχρονες εκτιμήσεις είναι ότι στους ανθρώπους, περίπου τα μισά ηπατοκύτταρα είναι πολυπλοειδή, που σημαίνει ότι αντί να έχουν τα συνήθη δύο αντίγραφα κάθε χρωμοσώματος, έχουν τέσσερα, οκτώ, ακόμη και 16.
Μια θεωρία είναι ότι το επιπλέον DNA χρησιμεύει ως αντίγραφα ασφαλείας. Το συκώτι είναι σαν μονάδα επεξεργασίας απορριμμάτων:Απενεργοποιεί και απορρίπτει τοξικές ουσίες και τα κύτταρα του εκτίθενται συνεχώς σε χημικές ουσίες που βλάπτουν το DNA. Εάν ένα σημαντικό γονίδιο σε ένα χρωμόσωμα σε ένα ηπατικό κύτταρο εξαφανιστεί από ένα δηλητήριο που διαταράσσει το DNA, τα επιπλέον αντίγραφα του χρωμοσώματος θα εξασφαλίσουν ότι το γονίδιο εξακολουθεί να λειτουργεί.
Αλλά ο Andrew Duncan, ένας κυτταρικός βιολόγος στο Πανεπιστήμιο του Πίτσμπουργκ, και οι συνεργάτες του παρατήρησαν ότι όταν τα πολυπλοειδή κύτταρα διασπώνται, τα θυγατρικά κύτταρα είναι συχνά ανευπλοειδή, με περίεργα σύνολα χρωμοσωμάτων αντί για τα συνηθισμένα ζεύγη:Μερικά χρωμοσώματα είναι μεμονωμένα, μερικά έρχονται σε τρία. Περίπου τα μισά από όλα τα ανθρώπινα ηπατοκύτταρα είναι ανευπλοειδή, γεγονός που δείχνει ότι η θεωρία του εφεδρικού αντιγράφου δεν μπορεί να είναι ολόκληρη η ιστορία. Ο Ντάνκαν πιστεύει ότι το συκώτι, όπως και ο εγκέφαλος, επωφελείται από τη γονιδιωματική ποικιλομορφία για παρόμοιους λόγους. Το συκώτι έχει την ικανότητα να αναγεννάται μόνο του, εάν υποστεί βλάβη από τοξίνες ή ασθένειες όπως η κίρρωση ή η ηπατίτιδα. Μια γενετικά διαφορετική δεξαμενή κυττάρων σημαίνει ότι ορισμένα μπορεί να είναι καλύτερα εξοπλισμένα για να επιβιώσουν. Αυτά τα ακραία σημεία θα πολλαπλασιαστούν, θα συναγωνιστούν άλλα κύτταρα και θα ανακατασκευάσουν το όργανο.
Ο Ντάνκαν έχει ακόμη και κάποιες αποδείξεις ότι αυτό μπορεί να συμβεί, τουλάχιστον σε ένα ποντίκι εργαστηρίου. Τα ποντίκια που έχουν τροποποιηθεί γενετικά για να αναπτύξουν κληρονομική τυροσιναιμία, μια ανθρώπινη ηπατική νόσο, θα αντισταθούν στη νόσο εάν χάσουν επίσης ένα άλλο γονίδιο στο χρωμόσωμα 16 που ονομάζεται διοξυγενάση ομογεντισικού οξέος. Ο Ντάνκαν ανακάλυψε το 2012 ότι τα συκώτια των άρρωστων ποντικών ανακατασκευάστηκαν επιλεκτικά από ανευπλοειδή κύτταρα που είχαν χάσει τυχαία ένα αντίγραφο του χρωμοσώματος 16. «Αυτό το γενετικό τέχνασμα τους επέτρεψε να αντισταθούν στην ασθένεια», είπε.
Ελπίζει τώρα να δείξει ότι κάτι παρόμοιο μπορεί να συμβεί και σε άλλα μοντέλα ποντικιών ανθρώπινων ηπατικών ασθενειών και επίσης αναζητά στοιχεία ότι τα ανευπλοειδή κύτταρα μπορούν να ξαναχτίσουν το συκώτι και των ασθενών ανθρώπων. «Γίνεται κάτι που οι άνθρωποι τουλάχιστον σκέφτονται, ότι ίσως αυτές οι χρωμοσωμικές παραλλαγές θα μπορούσαν να παίξουν ρόλο» στην αποκατάσταση της νόσου, είπε. "Εναπόκειται σε εμάς και σε άλλους να καταλάβουμε ποιος είναι αυτός ο ρόλος."
Καλό πράγμα;
Εν τω μεταξύ, δεν είναι όλοι πεπεισμένοι ότι οι μεγάλης κλίμακας γενετικές εκτροπές είναι τόσο κοινές σε υγιή σώματα. Μεγάλο μέρος αυτής της αμφιβολίας σχετίζεται με τεχνολογικές ελλείψεις:Η παραδοσιακή μέθοδος αναγνώρισης ανευπλοειδίας, φθορισμού in situ υβριδισμού, δεν είναι ιδανικά κατάλληλη για την έρευνα και των 23 ζευγών χρωμοσωμάτων και η απόφαση ότι ένα χρωμόσωμα είναι ανευπλοειδές μπορεί να είναι κάπως υποκειμενική. Οι νεότερες μέθοδοι προσδιορισμού αλληλουχίας ενός κυττάρου μπορούν να ελέγχουν απευθείας ένα ολόκληρο γονιδίωμα, αλλά απαιτούν τη χημική ενίσχυση του DNA, παραμορφώνοντας τα αποτελέσματα. Η απόκτηση αρκετά βαθιάς «κάλυψης» του γονιδιώματος (η επανάληψη της αλληλουχίας αρκετά για να διορθωθούν τα περισσότερα σφάλματα) εξακολουθεί να είναι χρονοβόρα και δαπανηρή, επομένως οι μελέτες γίνονται σε χαμηλή κάλυψη. Ακόμη και τα μεγάλα CNV είναι δύσκολο να εντοπιστούν και τα μικρότερα είναι επί του παρόντος σχεδόν αδύνατο να ερευνηθούν συστηματικά.
Για όλους αυτούς τους λόγους, η βιολόγος του γονιδιώματος Angelika Amon στο MIT (και επίσης μελετητής του Howard Hughes), της οποίας η έρευνα επικεντρώνεται στην ανευπλοειδία στον καρκίνο και τη γήρανση, πιστεύει ότι η μεγάλη γενετική διαφοροποίηση σε υγιή σώματα έχει υπερεκτιμηθεί. Αυτό οφείλεται εν μέρει επειδή πιστεύει ότι είναι βιολογικά απίθανο:Οι μελέτες της έδειξαν ότι η ανευπλοειδία κάνει τα κύτταρα να αναπτύσσονται αργά και να δείχνουν σημάδια μεταβολικού στρες. "Όλα όσα έχουμε μελετήσει σχετικά με την ανευπλοειδία σε ζυμομύκητες, ποντίκια και ανθρώπους μας δείχνουν ότι το να έχουμε λάθος αριθμό χρωμοσωμάτων δεν είναι καλό", είπε.
Ο Walsh πιστεύει ότι το πιο εύλογο εύρος ανευπλοειδίας στον εγκέφαλο είναι λιγότερο από 5 τοις εκατό (σύμφωνα με αυτό που παρατηρείται στους περισσότερους άλλους ιστούς, όπως το δέρμα), σε αντίθεση με την εκτίμηση του Chun για περίπου 10 τοις εκατό. (Ο Amon πιστεύει ότι είναι πιο κοντά στο 2 τοις εκατό.) Με τα CNV μεγέθους megabase, η εικόνα είναι ακόμη πιο σκοτεινή. Ενώ ο Amon υποψιάζεται επίσης ότι οι τρέχουσες εκτιμήσεις CNV έχουν υπερδιογκωθεί από τις στατιστικές μεθόδους που χρησιμοποιούνται για την ανάλυση της διακύμανσης, η πιο πρόσφατη μελέτη του Walsh είναι λίγο-πολύ συνεπής με το χαμηλότερο εύρος αυτών που βρήκαν οι Chun και Gage - ότι πολύ χονδρικά, τα περισσότερα εγκεφαλικά κύτταρα έχουν τουλάχιστον ένα σημαντικό CNV. «Το CNV είναι αρκετά κοινό, ακόμη και στον φυσιολογικό αναπτυσσόμενο εγκέφαλο», είπε ο Walsh. "Μου έκανε εντύπωση αυτό."
Αυτά τα ερωτήματα σχετικά με το πού και πόσο πιθανόν θα επιλυθούν καθώς η τεχνολογία και οι μέθοδοι ανάλυσης γονιδιωμάτων συνεχίζουν να βελτιώνονται. Το εάν οι σωματικές μεταλλάξεις είναι σε μεγάλο βαθμό ωφέλιμες ή ακόμη και μια ουσιαστική πηγή ανθρώπινης ποικιλομορφίας και προσαρμοστικότητας, θα είναι πιο δύσκολο να απαντηθεί. Προς το παρόν, η ιδέα "είναι πολύ θεωρητική, δεν βασίζεται σε πραγματικά δεδομένα", παραδέχτηκε ο Gage.
Μια άλλη μελέτη από την ομάδα του Walsh που δημοσιεύτηκε σήμερα αποκαλύπτει ότι μεταλλάξεις ακόμα και σε μικρό αριθμό κυττάρων μπορεί να οδηγήσουν σε σοβαρές εγκεφαλικές δυσπλασίες, όπως εγκεφάλους που έχουν δύο φλοιούς ή είναι λείοι σαν ωάριο. «Μόλις το 10 τοις εκατό των κυττάρων που μεταλλάσσονται μπορεί να σας δημιουργήσει κάθε είδους προβλήματα - επιληπτικές κρίσεις, διανοητικές αναπηρίες», είπε ο Walsh. Στα μάτια του, τα μειονεκτήματα της σωματικής μετάλλαξης στον εγκέφαλο είναι προφανή και οποιοδήποτε πιθανό όφελος δεν έχει ακόμη αποδειχθεί. Ομοίως, ενώ ο Λούπσκι πιστεύει ότι η σωματική παραλλαγή είναι σημαντική, δεν είναι ακόμη πεπεισμένος ότι είναι χρήσιμη. Απαιτούνται περισσότερα πειράματα όπως αυτό του Ντάνκαν για να αποδειχθεί ότι οι γενετικά διαφορετικοί εγκέφαλοι ή συκώτια έχουν μετρήσιμα πλεονεκτήματα έναντι των ομοιογενών.
Αλλά ακόμη και οι σκεπτικιστές εκτιμούν τη βαθιά ελκυστικότητα της ιδέας ότι η γονιδιωματική ποικιλότητα θα μπορούσε να είναι χρήσιμη. "Οι άνθρωποι είναι ενθουσιασμένοι με αυτό, γιατί θα μπορούσε να δώσει μια εξήγηση για την ανθρώπινη μεταβλητότητα", είπε ο Amon. Διαθέτουμε μια συγκλονιστική ποικιλία από συνήθειες και συμπεριφορές και την ικανότητα να προσαρμοζόμαστε σχεδόν σε οτιδήποτε μας ρίχνει η ζωή. Είναι συναρπαστικό γιατί αντικατοπτρίζει μια αλήθεια για την ανθρώπινη φύση, ότι τα τρωτά μας σημεία και η ανθεκτικότητά μας είναι όλα συνδεδεμένα μεταξύ τους, οι δύο όψεις ενός νομίσματος. Απλώς φαίνεται να ταιριάζει με αυτό που είμαστε.
