Većina djece kaže da podjednako voli svoju mamu i tatu, ali postoje trenuci kada čak i najbolji preferiraju jednog roditelja nad drugim. Isto se može reći i za način na koji ćelije tijela tretiraju naše DNK upute. Dugo se smatralo da se svaki primjerak – jedan naslijeđen od mame i jedan od tate – tretira isto. Novo istraživanje naučnika sa Medicinskog fakulteta Univerziteta u Utahu pokazuje da nije neuobičajeno da ćelije u mozgu preferentno aktiviraju jednu kopiju u odnosu na drugu. Ovo otkriće razbija osnovne principe klasične genetike i sugerira nove načine na koje genetske mutacije mogu uzrokovati poremećaje mozga.
U najmanje jednoj regiji mozga novorođenčeta miša, pokazuje novo istraživanje, čini se da je nejednakost norma. Oko 85 posto gena u dorzalnom raphe jezgru, poznatom po lučenju hemikalije serotonina koja kontrolira raspoloženje, različito aktivira kopije svojih majčinih i očevih gena. Deset dana kasnije u juvenilnom mozgu, pejzaž se pomera, pri čemu se obe kopije aktiviraju podjednako za sve osim 10 procenata gena.
Više od neobičnosti mozga, disparitet se dešava i na drugim mestima u telu, uključujući jetru i mišiće. Javlja se i kod ljudi.
"Obično razmišljamo o osobinama u smislu cijele osobe ili životinje. Otkrivamo da je, kada pogledamo nivo ćelija, genetika mnogo komplikovanija nego što smo mislili," kaže Christopher Gregg, dr.. D., docent neurobiologije i anatomije i viši autor studije koja je objavljena na internetu u Neuronu 23. februara. "Ova nova slika može nam pomoći da razumijemo poremećaje mozga", nastavlja on.
Među genima regulisanim na ovaj neortodoksan način su faktori rizika za mentalne bolesti. Kod ljudi, gen nazvan DEAF1, koji je uključen u autizam i intelektualnu nesposobnost, pokazuje preferencijalnu ekspresiju jedne kopije gena u više regija mozga. Sveobuhvatnije istraživanje na primatima, koje djeluje kao zamjenski faktor za ljude, pokazuje da isto vrijedi i za mnoge druge gene, uključujući neke povezane s Huntingtonovom bolešću, šizofrenijom, poremećajem pažnje i bipoloarnim poremećajem.
Šta bi genetska neravnoteža mogla značiti za naše zdravlje ostaje da se utvrdi, ali preliminarni rezultati sugeriraju da bi mogla oblikovati ranjivost na bolesti, objašnjava Gregg. Obično, posjedovanje dvije kopije gena djeluje kao zaštitni pufer u slučaju da je jedna neispravna. Aktiviranje kopije gena koja je mutirana i utišavanje zdrave kopije - čak i privremeno - moglo bi biti dovoljno ometajuće da izazove probleme u određenim ćelijama.
Podržavajući tu ideju, Greggova laboratorija je otkrila da neke moždane ćelije kod transgenih miševa preferirano aktiviraju mutirane kopije gena u odnosu na zdrave."Općenito se pretpostavljalo da postoji korelacija između obje kopije gena", kaže Elliott Ferris, kompjuterski naučnik koji je zajedno sa diplomiranim studentom Wei-Chao Huangom vodio studiju. Umjesto toga, pronašli su nešto neočekivano. "Razvili smo nove metode za rudarenje velikih podataka i otkrili nešto novo," objašnjava Huang.
Istraživači su pregledali hiljade gena u svojoj studiji, kvantificirajući relativne nivoe aktivacije za svaku kopiju gena majke i oca i otkrili da je ekspresija ova dva različita za mnoge gene. Iznenađeni onim što su vidjeli, razvili su statističke metode kako bi rigorozno testirali njihovu valjanost i utvrdili da nisu posljedica tehničkih artefakata, niti genetske buke. Prateći svoja otkrića, pažljivije su ispitali podskup gena, direktno vizualizirali neravnoteže između kopija gena na ćelijskom nivou u mišjem i ljudskom mozgu.
Rezultati Gregga i njegovih kolega nadovezuju se na prethodna istraživanja, proširujući scenarije u kojima geni igraju favorita. Utisnuti geni i X-vezani geni su specifične kategorije gena koje različito aktiviraju svoje kopije gena majke i oca. Studije na kultivisanim ćelijama takođe su utvrdile da se neki geni razlikuju koju kopiju izražavaju. Rezultati ove studije, međutim, sugeriraju da utišavanje jedne kopije gena može biti način na koji ćelije fino podešavaju svoj genetski program u određenim vremenima tokom životnog ciklusa životinje, ili na diskretnim mjestima.
"Naša nova otkrića otkrivaju novi krajolik različitih efekata koji oblikuju ekspresiju kopija majčinih i očevih gena u mozgu prema dobi, regiji mozga i tipu tkiva", objašnjava Gregg. "Implikacija je novi pogled na genetiku, onaj koji počinje izbliza."
