Echte genetische superhelden en hoe je er een kunt worden

Jarenlang hebben superhelden en schurken de popcultuur gedomineerd. Of het nu een toevallige aanraking met gammastraling is of het resultaat van een uiterst geheim wetenschappelijk experiment van de overheid, deze ogenschijnlijk gewone mensen verwerven het vermogen om levens te redden of te vernietigen met hun 'verbeterde vermogens'.   

We kunnen ons echter niet voorstellen dat deze vaardigheden alleen mogelijk zijn in de wereld van sciencefiction. Je kunt ook niet ontkennen dat je deze vraag niet minstens één keer in je leven hebt beantwoord: als je een superkracht zou kunnen hebben, wat zou dat dan zijn? Naarmate de wetenschap vordert en we meer en meer beginnen te begrijpen over het menselijk genoom en de gevolgen ervan, moet u twee keer nadenken over uw antwoord op deze vraag, want het zou wel eens kunnen uitkomen. 

Gedachten lezen  

Hoe vergezocht het idee van gedachten lezen ook is, wetenschappers aan de Universiteit van Cambridge geloven dat er een DNA-basis kan zijn in het vermogen om de gedachten van anderen door hun ogen te lezen. In een studie die bekend staat als de “De geest in de ogen lezen "Test, probeerde het team de niveaus van cognitieve empathie te bepalen, die te hoog of te laag bleek te zijn bij personen met verschillende vormen van psychiatrische aandoeningen. Aan 89,000 deelnemers van over de hele wereld werd gevraagd om verschillen in foto's van ogen te identificeren en op te merken welke emotie werd gevoeld door de individuen op de foto's. Na de ogentest ondergingen alle deelnemers een genetische test en het team zocht naar verbanden tussen hun resultaten en hun genen. 

De resultaten toonden een paar verschillende correlaties. Ten eerste toonden vrouwen de neiging daartoe hoger scoren dan hun mannelijke tegenhangers. Deze vrouwen vertoonden ook een toename in variatie op chromosoom 3 die alleen gevonden werd bij vrouwen met de hoogste scores, en die geen relatie vertoonde met betere scores bij mannen.  

Bij verder onderzoek van dit chromosomale gebied bleek het een gen te bevatten genaamd LRRN1 (Leucine Rich Herhaal Neuronaal 1). Hoewel niet goed gekarakteriseerd, is aangetoond dat het gen actief is in het striatumgebied van het menselijk brein. Toevallig was dit hersengebied vastbesloten om een ​​rol te spelen bij cognitieve empathie door het gebruik van hersenscans.   

We kunnen de gedachten van iemand anders misschien niet horen, maar het idee is dat genen een rol kunnen spelen in ons vermogen om empathie te voelen voor een andere persoon. Dit betekent dat we ons in andermans schoenen kunnen verplaatsen. Maar hoe komt dit en welk deel van de hersenen is hiervoor verantwoordelijk?   

Het simpele antwoord hierop is: Spiegelneuronen. Deze werden voor het eerst ontdekt door neurowetenschappers die aan makaken werkten. Het team zag een gebied van cellen in de premotorische cortex dat direct reageerde op de emoties van anderen.  

Vittorio Gallese, een van de oorspronkelijke ontdekkers van spiegelneuronen en neurowetenschapper aan de Universiteit van Parma in Italië, vervolgt verklaart dat "We delen met anderen niet alleen de manier waarop ze normaal handelen of subjectief emoties en sensaties ervaren, maar ook de neurale circuits die diezelfde acties, emoties en sensaties mogelijk maken." Dit noemt hij het spiegelneuronensysteem.  

Door zowel spiegelneuronen als het LRRN1-gen in het spel te brengen, is dat zo veel onderzoek dat gedaan moet worden om te ontdekken hoe ze kunnen worden benut om cognitieve empathie bij individuen te vergroten. Dit zou niet alleen het potentieel kunnen hebben om je meer op Professor X of Doctor Strange te laten lijken, maar het zou ook effectief kunnen zijn bij de behandeling van veel neurologische tekortkomingen, zoals autisme en schizofrenie. Bij deze aandoeningen hebben individuen een vorm van onderdrukte of gebrekkige neurale systemen die hun vermogen verminderen om de wereld om hen heen te begrijpen. Het vermogen om genetische behandelingen te bieden die mogelijk een van deze vormen van neurale netwerken zouden introduceren, zou de kwaliteit van leven van deze individuen drastisch verhogen.  

Super immuniteit  

Hoewel niet zo opzichtig, zou superimmuniteit aantoonbaar de meest praktische 'superkracht' kunnen zijn. Immuniteit voor ziekten of onderdrukking van kinderziektes in je lichaam maakt je een wandelende mutant. Dit soort mutaties zou je niet alleen mogelijk in staat stellen om de volgende wereldepidemie te overleven, maar ze kunnen ook aanwijzingen bevatten om manieren te ontdekken om dezelfde aandoening of ziekte te voorkomen. 

Eric Schadt van Icahn School of Medicine op Mount Sinai, New York en Stephen Friend van Sage Bionetworks bedachten een uniek plan, zoals in een poging om vind deze mutanten.  

“Als je een manier wilt vinden om ziekte te voorkomen, moet je niet kijken naar mensen met de ziekte. Je moet kijken naar mensen die ziek hadden moeten zijn maar dat niet zijn” legt vriend uit.  

Hun studies, daarom gericht op het vinden van gezonde individuen die codes in hun genen bevatten voor een ernstige genetische aandoening waarvoor ze symptomen zouden moeten hebben. Na analyse van 589,306 genomen, konden ze het terugbrengen tot 13 individuen die de genetische mutatie voor acht verschillende aandoeningen bevatten. Samen met de gezondheidsdossiers van elk individu konden ze verklaren dat deze patiënt niet de stoornis vertoonde die verband hield met hun genen. Dit betekent dat deze 13 mensen een manier hadden om de expressie van deze genen uit te schakelen, waardoor ze buitengewoon belangrijk zijn voor de ontdekking van behandelingen voor de aandoeningen die ze dragen.  

Er was echter één probleem met het onderzoek. De genetische monsters die ze hadden gekregen, waren slechts gedeeltelijke monsters en vanwege de toestemmingsformulieren die door de deelnemers waren ondertekend, konden de proefpersonen niet allemaal worden gecontacteerd voor follow-up. Om verder te onderzoeken, lanceert het duo de Veerkracht project met Jason Bobe, ook van de Icahn School of Medicine. Het doel is om het genoom van 100,000 individuen te sequensen om vergelijkbare gevallen te vinden, met het potentieel voor de individuen om opnieuw gecontacteerd te worden als ze een gen dragen dat van belang is voor de groep.  

Naast deze studie volgden andere wetenschappers over de hele wereld dezelfde benadering en werden er over de hele wereld veel andere "superimmuun" mensen gevonden. Een van de meest bekende van deze personen is Stephan Crohn, een man die een genetische mutatie genaamd delta 32 bevatte in zijn CD4-immuuncellen waardoor hij immuun kon worden voor HIV.  

Bill Paxton, een immunoloog bij het Aaron Diamond AIDS Research Centre, en een van de eersten die met Crohn werkte, zegt “Door hem en mensen zoals hij te bestuderen, hebben we het hiv-onderzoek daadwerkelijk vooruit geholpen. En er zijn nu medicijnen die, volgens de bevindingen van Steve, zeer gunstig zijn om te voorkomen dat het virus zich vermenigvuldigt”.  

Maar hoe kom je aan je superkrachten?  

Je kunt een groep microbiologen en twee biologisch gevaarlijke bacteriën bedanken voor dit antwoord. Voor het eerst gepubliceerd en gepatenteerd in 2012, Charpentier en Doudna ontdekten Cas9, een eiwit dat bij gebruik in combinatie met Rodolphe Barrangou's CRISPR, een cluster van zich herhalend DNA dat in 2005 werd geïdentificeerd, het potentieel had om te worden gebruikt bij het bewerken van genen. 

In de jaren die volgen, Crispr-Cas9 werd een game-wisselaar op het gebied van genetica. Het complex was in staat om een ​​precies stukje DNA door te snijden en te vervangen door vrijwel elk stukje DNA dat de onderzoeker wilde. Het werd al snel een race om de best mogelijke manier te vinden om Crispr en Cas9 in het menselijk genoom te introduceren, evenals een octrooioorlog tussen Doudna en Feng Zhang, een moleculair bioloog aan het Broad Institute van MIT en Harvard.  

Crispr-Cas9 is van groot belang geworden om verschillende biotechnologiebedrijven over de hele wereld te maken. De implicaties zijn eindeloos van het behandelen van ziekten tot kunstmatige selectie in gewassen. Als we de genen kennen die we willen, kunnen we ze uiteindelijk gewoon in ons lichaam laten implanteren. Maar waar trekken we de grens? Hierdoor zouden mensen kunnen selecteren welke eigenschappen ze in hun kinderen willen, variërend van haarkleur tot de verbeterde vaardigheden die in dit artikel worden genoemd. Genen zijn als blauwdrukken geworden en we zouden in wezen genetische superhelden kunnen creëren, zolang we de gensequentie kennen die nodig is voor de eigenschap van interesse.