Dzisiejsza nauka umożliwia identyfikację pewnych cech fizycznych już na poziomie molekularnym. Stosunkowo niedawno naukowcy wzięli pod lupę genetyczne podstawy działania mózgu z uwzględnieniem zachodzącej w nim ekspresji genów. Obserwacje przeprowadzono na podstawie prób pochodzących od 193 zdrowych osobników. Badania oparto na wykorzystaniu techniki mikromacierzy w celu oceny poziomu ekspresji 25 000 ludzkich genów i określenia sekwencji 500 000 pojedynczych nukleotydów rozprzestrzenionych w genomie, znanych jako SNP (polimorfizm pojedynczych nukleotydów). Badania ujawniły 14 078 transkryptów, tj. ponad połowę z poddanych analizie genów i dwu-, trzykrotnie większe ilości SNP (366 140). Poziom ekspresji genów został potraktowany przez autorów badań jako cecha ilościowa, która może być związana z indywidualnym profilem SNP osobników, a rozmiar otrzymanych danych daje możliwość odkrycia takich powiązań. Naukowcom udało się połączyć różnice w ekspresji genów z SNP aż dla 2 975 transkryptów. Interesujący jest fakt, że w 97% przypadków korespondujące SNP-y znajdowały się z dala od genu ulegającemu ekspresji (więcej niż 1 mln nt od każdego). W poprzednich tego typu badaniach przeprowadzanych na różnych gatunkach myszy(będących "modelami" ludzkich populacji), naukowcy obserwowali różnice w ekspresji spowodowane polimorfizmem nukleotydów w części cis- regulatorowej. Natomiast u ludzi większość różnic wynikała z mutacji występujących w części trans- regulatorowej(np. czynników transkrypcyjnych lub mikro RNA), a nie z powodu polimorfizmu części regulatorowych przylegających do genów. Wyniki badań udowadniają jak ważne jest dogłębne poznanie i zrozumienie, jaki wpływ mogą wywierać różnice pojedynczych nukleotydów na ekspresje genów w jednem z najbardziej skomplikowanych narządów jakim jest mózg. Wiedza zdobyta na ten temat umożliwiłaby identyfikację patologicznych zmian związanych z kognitywnymi zaburzeniami. Autorzy badań analizowali materiał pochodzący od zdrowych osobników, dlatego wszelkie różnice genetyczne, w tym także w ekspresji powinny być zgodne z aktywnością mózgu zdrowego człowieka. Fakt ten skłania do zastanowienia się, czy tak ogromne różnice u poszczególnych osobników nie mają wpływu na fenotyp. Niektórzy naukowcy twierdzą, że pewne z nich mogą odzwierciedlać indywidualne różnice zdolności poznawczych osobników, cech socjologicznych lub emocjonalnych. Zakres lub obecność funkcjonalnych różnic pomiędzy ekspresją genów w mózgu a osobowością człowieka jest ciągle niejasny. Dyskusji podlega również fakt, że różna ekspresja genów obserwowana w mózgu wcale nie koniecznie musi być ograniczona tylko do tego organu, a olbrzymie zmiany ekspresji nie muszą być spowodowane SNP. Z pewnością autorzy badań przyczynili się do poznania związków zachodzących pomiędzy polimorfizmem nukleotydów a różną ekspresją genów. Być może kontynuacja badań pozwoli kiedyś na rekonstruowanie fenotypów organizmów na podstawie „wglądu” w ich DNA.


Philipp Khaitovich “Brain expression—is it all in our SNPs?“ Molecular Systems Biology 3:155