Hjerner er vidundere af mangfoldighed: ikke to ser ens ud - heller ikke dem, ellers identiske tvillinger. Forskere ved Salk Institute for biologiske undersøgelser kan have fundet en forklaring på den gådefulde sorten i hjernens opbygning og funktion: mobile elementer, stykker af DNA, der kan springe fra ét sted i genomet til en anden, vilkårligt at ændre den genetiske information i enkelte hjerneceller . Hvis nok af disse hopper forekommer, kunne de tillader individuelle hjerner til at udvikle sig på helt forskellige måder.
"Dette mobilitet tilføjer et element af variation og fleksibilitet til at neuroner i en rigtig darwinistisk følelse af tilfældighed og udvælgelse," siger Fred H. Gage, professor og co-leder af Laboratoriet for Genetik ved Salk Institute og ledende forfatter af undersøgelsen offentliggjort i denne uges Nature . Denne proces med at skabe mangfoldighed ved hjælp af mobile elementer og derefter vælge for the fittest er begrænset til hjernen og lader andre organer upåvirket. "Du ville ikke have, at ekstra element af individualitet i dit hjerte," tilføjer han.
Precursor celler i embryonale hjernen, der modnes i neuroner, se og handle mere eller mindre det samme. Men disse prækursorer i sidste ende give anledning til en vifte af nerveceller, der er enormt forskellige i form og funktion, og tilsammen udgør hjernen. Identificering af de mekanismer, der fører til denne spredning har været en mangeårig udfordring. "Folk har spekuleret på, at der kan være en mekanisme til at skabe mangfoldighed i hjernen, ligesom der er i immunsystemet, og immunforsvaret mangfoldighed er måske det tætteste analogi, vi har," siger Gage.
I immunsystemet, er de gener, der koder for antistoffer blandes til at skabe en bred vifte af antistoffer kan genkende et uendeligt antal forskellige antigener.
I deres undersøgelse, tæt forskerne spores et enkelt menneske mobile genetiske element, en såkaldt LINE-1 eller L1 element i dyrkede neuronale precursor celler fra rotter. Så de indførte det i mus. Hver gang de konstruerede L1 element sprang, de berørte cellen begyndte glødende grønne [Hvorfor?]. "Vi var meget begejstrede, da vi så grønne celler over hele hjernen i vores mus," siger forsknings-stipendiat og medforfatter M. Carolina N. Marchetto, "fordi vi vidste, at det skete in vivo og kan ikke affærdiges som en vævskultur artefakt. "
Transposoner L1 elementer eller "hoppende gener" som de ofte kaldes, udgør 17 procent af vores genomisk DNA, men meget lidt er kendt om dem. Næsten alle af dem er strandet på en permanent stedet af mutationer, der gør dem dysfunktionel, men hos mennesker hundrede eller deromkring kan frit bevæge sig via en "kopiere og indsætte" mekanisme. Lang afvist som ubrugelig volapyk eller "junk" DNA, blev de overføres L1 elementer menes at være intracellulære parasitter eller rester fra vores fjerne evolutionære fortid.