Virkelige genetiske superhelter og hvordan du kan bli det

I mange år har superhelter og skurker dominert popkulturen. Enten det er en utilsiktet innkjøring av gammastråling eller resultatet av et topphemmelig vitenskapelig eksperiment fra myndighetene, får disse tilsynelatende vanlige menneskene evnen til å redde liv, eller ødelegge dem, med sine «forbedrede evner».   

Vi kan imidlertid ikke hjelpe å forestille oss om disse evnene bare er mulige i science fiction-verdenen. Du kan heller ikke nekte for at du ikke har svart på dette spørsmålet minst én gang i livet ditt: Hvis du kunne hatt hvilken som helst superkraft, hva ville det vært? Etter hvert som vitenskapen skrider frem og vi begynner å forstå mer og mer om det menneskelige genomet og dets konsekvenser, tenk deg om to ganger på svaret ditt på dette spørsmålet, for det kan kanskje gå i oppfyllelse. 

Tankelesing  

Så langsøkt som ideen om å lese tanker er, forskere ved University of Cambridge tror det kan være et DNA-grunnlag i evnen til å lese andres sinn gjennom deres øyne. I en studie kjent som “Reading the Mind in the Eyes» Test,  teamet hadde som mål å bestemme nivåene av kognitiv empati, som viste seg å være for høy eller for lav hos personer med ulike former for psykiatriske tilstander. 89,000 XNUMX deltakere fra hele verden ble bedt om å identifisere forskjeller i fotografier av øyne, og merke seg hvilke følelser som ble følt av personene på fotografiene. Etter øyetesten gjennomgikk alle deltakerne genetisk testing, og teamet så etter koblinger mellom resultatene og genene deres. 

Resultatene viste noen forskjellige sammenhenger. For det første viste kvinner en tendens til score høyere enn sine mannlige kolleger. Disse kvinnene viste også en økning i variasjonen på kromosom 3 som bare ble funnet hos kvinner med høye skårer, og viser ingen sammenheng med bedre skårer hos menn.  

Ved ytterligere undersøkelser av denne kromosomregionen, ble det funnet å inkludere et gen kalt LRRN1 (Leucine Rich Repeat Neuronal 1). Selv om genet ikke er godt karakterisert, har det vist seg å være aktivt i striatum-regionen i den menneskelige hjernen. Tilfeldigvis ble denne delen av hjernen fast bestemt på å spille en rolle i kognitiv empati gjennom bruk av hjerneskanning.   

Vi kan kanskje ikke høre andres tanker, men tanken er at gener kan spille en rolle i vår evne til å føle empati med en annen person. Det betyr at vi kan sette oss inn i en annen persons sted. Men hvordan skjer dette, og hvilken del av hjernen er ansvarlig for dette?   

Det enkle svaret på dette er Speilnevroner. Disse ble først oppdaget av nevrovitenskapsmenn som jobbet med makakaper. Teamet la merke til en region med celler i den premotoriske cortex som reagerte direkte på andres følelser.  

Vittorio Gallese, en av de opprinnelige oppdagerne av speilnevroner og nevroforsker ved universitetet i Parma i Italia, videre forklarer det "Vi deler med andre ikke bare måten de normalt opptrer på eller subjektivt opplever følelser og sansninger, men også nevrale kretsløp som muliggjør de samme handlingene, følelsene og sensasjonene." Dette kaller han speilnevronsystemet.  

Å ta både speilnevroner og LRRN1-genet i spill, det er det mye forskning som må gjøres å oppdage hvordan de kan utnyttes for å øke kognitiv empati hos individer. Ikke bare kan dette ha potensialet til å gjøre deg mer lik professor X eller Doctor Strange, men det kan også være effektivt for å behandle mange nevrologiske mangler, som autisme og schizofreni. I disse lidelsene har individer en form av undertrykte eller mangelfulle nevrale systemer som reduserer deres evne til å forstå verden rundt dem. Evnen til å tilby genetiske behandlinger som potensielt vil introdusere en av disse formene for nevrale nettverk, vil drastisk øke livskvaliteten til disse personene.  

Superimmunitet  

Selv om det ikke er like prangende, kan superimmunitet uten tvil være den mest praktiske «superkraften». Immunitet mot sykdommer eller undertrykkelse av barndomsforstyrrelser i kroppen din gjør deg til en gående mutant. Ikke bare vil denne typen mutasjoner potensielt tillate deg å overleve den neste verdensepidemien, men de kan også inneholde ledetråder for å finne måter å forhindre den samme lidelsen eller sykdommen på. 

Eric Schadt fra Icahn School of Medicine ved Mount Sinai, New York og Stephen Friend of Sage Bionetworks tenkte på en unik plan som i forsøk på å finne disse mutantene.  

"Hvis du vil finne en måte å forebygge sykdom på, bør du ikke se på folk med sykdommen. Du bør se på folk som skulle ha vært syke men ikke er det» forklarer Friend.  

Deres studere, derfor hadde som mål å finne friske individer som inneholder koder i genene for en alvorlig genetisk tilstand som de burde ha symptomer på. Etter å ha analysert 589,306 13 genomer, klarte de å begrense det til 13 individer som inneholdt den genetiske mutasjonen for åtte forskjellige lidelser. Sammen med hver enkelts helsejournal kunne de erklære at denne pasienten ikke viste lidelsen knyttet til genene deres. Dette betyr at disse XNUMX personene hadde en måte å slå av uttrykket av disse genene, noe som gjør dem ekstremt viktige for oppdagelsen av behandlinger for lidelsene de bærer på.  

Det var imidlertid ett problem med studien. De genetiske prøvene de hadde fått var bare delprøver, og på grunn av samtykkeskjemaene som var signert av deltakerne, kunne ikke alle forsøkspersonene kontaktes for oppfølging. For å undersøke videre, lanserer duoen Resiliensprosjekt med Jason Bobe, også fra Icahn School of Medicine. Målet er å sekvensere genomet til 100,000 XNUMX individer for å finne lignende tilfeller, med potensial for at individene kan kontaktes på nytt hvis de bærer på et gen av interesse for gruppen.  

I tillegg til denne studien fulgte andre forskere den samme tilnærmingen rundt om i verden, og mange andre "superimmune" mennesker ble funnet rundt om i verden. En av de mest kjente av disse personene er Stephen Crohn, en mann som inneholdt en genetisk mutasjon kalt delta 32 i CD4-immuncellene hans som tillot ham å være immun mot HIV.  

Bill Paxton, en immunolog ved Aaron Diamond AIDS Research Centre, og en av de første som jobbet med Crohn, sier "fra å studere ham og folk som ham, har vi faktisk flyttet HIV-forskningen fremover. Og det er medisiner der ute nå som, fra Steves funn, er svært fordelaktige for å stoppe viruset fra å replikere seg».  

Men hvordan kan du få superkreftene dine?  

Du kan takke en gruppe mikrobiologer og to biofarlige bakterier for dette svaret. Først publisert og patentert i 2012, Charpentier og Doudna oppdaget Cas9, et protein som når det ble brukt sammen med Rodolphe Barrangous CRISPR, en klynge av repeterende DNA identifisert i 2005, hadde potensial til å bli brukt i genredigering. 

I årene som følger, Crispr-Cas9 ble en game changer innen genetikk. Komplekset var i stand til å skjære en nøyaktig DNA-region og erstatte den med praktisk talt hvilken som helst del av DNA forskeren ønsket. Det ble raskt et kappløp for å finne den best mulige måten å introdusere Crispr og Cas9 i det menneskelige genomet, i tillegg til en patentkrig mellom Doudna og Feng Zhang, en molekylærbiolog ved Broad Institute of MIT og Harvard.  

Crispr-Cas9 har blitt av store interesser for å lage forskjellige bioteknologiselskaper rundt om i verden. Implikasjonene er uendelige fra behandling av sykdom til kunstig seleksjon i avlinger. Hvis vi kjenner genene vi vil ha, kan vi til slutt bare få dem implantert i kroppen vår. Men hvor trekker vi grensen? Dette vil tillate folk å velge hvilke egenskaper de vil ha hos barna sine, alt fra hårfarge til de forbedrede evnene som er nevnt i denne artikkelen. Gener har blitt som tegninger, og vi kan i hovedsak lage genetiske superhelter så lenge vi kjenner gensekvensen som kreves for egenskapen av interesse.