De Hersenen zijn wonderen van diversiteit: nr twee kijkt het zelfde -- niet zelfs die van anders identieke tweeling. De Wetenschappers bij het Instituut Salk voor Biologische Studies kunnen één verklaring voor de in verwarring brengende verscheidenheid in hersenenorganisatie en functie gevonden hebben: mobiele elementen, stukken van DNA die van één plaats in het genoom aan een andere kunnen springen, willekeurig veranderend de genetische informatie in enige hersenencellen. Als genoeg van deze sprongen voorkomen, konden zij individuele hersenen toestaan om zich op duidelijk verschillende manieren te ontwikkelen.
„Deze mobiliteit voegt een element van verscheidenheid toe en de flexibiliteit aan neuronen in een echte betekenis Darwinian van willekeur en selectie,“ zegt Fred H. Gage, Professor en mede-hoofd van het Laboratorium van Genetica bij het Instituut Salk en de hoofddieauteur van de studie in de Aard van deze week wordt gepubliceerd. Dit proces om diversiteit met behulp van mobiele elementen tot stand te brengen en dan voor het geschiktst te selecteren is beperkt tot de hersenen en verlaat andere organen onaangetast. „U zou dat toegevoegde element van individualiteit in uw hart niet willen,“ hij voegt toe.
De cellen van de Voorloper in de embryonale hersenen, die in neuronen rijpen, kijken en handelen min of meer het zelfde. Maar Toch leiden deze voorlopers uiteindelijk tot een uitrusting van zenuwcellen die enorm divers in vorm en functie zijn en samen de hersenen vormen. Het Identificeren van de mechanismen die tot deze diversificatie leiden is een al lang bestaande uitdaging geweest. De „Mensen hebben gespeculeerd dat er een mechanisme zou kunnen zijn om diversiteit in hersenen als daar tot stand te brengen is in het immuunsysteem, en de diversiteit van het immuunsysteem misschien de dichtste analogie is die wij hebben gehad,“ zegt Pand.
In het immuunsysteem, worden de genen die voor antilichamen coderen geschuifeld om tot een grote verscheidenheid van antilichamen te leiden geschikt om een oneindig aantal verschillende antigenen te erkennen.
In hun studie, volgden de onderzoekers dicht één enkel menselijk mobiel genetisch element, een zogenaamde lijn-1 of L1 element in beschaafde neuronenvoorlopercellen van ratten. Dan introduceerden zij het in muizen. Telkens als het gebouwde L1 element sprong, begon de beïnvloede cel groen gloeien [WAAROM?]. „Wij waren zeer opgewekt toen wij groene cellen helemaal over de hersenen in onze muizen zagen,“ zeggen onderzoekkameraad en medeauteur M. Carolina N. Marchetto, „omdat toen wij wisten het in vivo gebeurde en niet als artefact van de weefselcultuur kon worden verworpen.“
Transposable L1 elementen, of de „het springen genen“ aangezien zij vaak worden geroepen, maken omhoog 17 percenten van onze genomic DNA maar zeer weinig is gekend over hen. Bijna zijn allemaal marooned bij een permanente vlek door veranderingen die hen dysfunctioneel maken, maar in mensen honderd of zo zijn vrij om zich via een „exemplaar en deeg“ mechanisme te bewegen. Lang verworpen als nutteloze brabbeltaal of „troep“ DNA, werden de transposable L1 elementen verondersteld om intracellular parasieten of resten van ons ver evolutief verleden te zijn.