يقول فريد غيج، رئيس مركز دراسة الأمراض العصبية المرتبطة بالشيخوخة في جامعة سولك: "خلافًا لما كان يُعتقد سابقًا، فإن التركيب الجينومي للخلايا العصبية في الدماغ ليس هو نفسه، ولكنه يتكون من خليط من الحمض النووي". معهد.
لقد كنا على يقين من أن كل خلية في جسم الإنسان لها نفس الكود الوراثي، الحمض النووي، وأن الطريقة الوحيدة التي يعمل بها الجسم على تنويع الخلايا هي أن كل خلية يمكنها قراءة فقط الكود الضروري للعمل وتحديد نوع الخلية هذا.
وهذا صحيح بالنسبة لمعظم أنواع الخلايا في الجسم، ولكن هذا تبسيط مبالغ فيه. أظهرت الدراسات التي أجريت على جينوم الأعصاب والتي نُشرت في العقد الماضي أن هناك كروموسومات إضافية أو مفقودة، أو أن قطعًا من الحمض النووي قامت بنسخ ولصق نفسها في جميع أنحاء الجينوم.
الطريقة الوحيدة للتأكد من أن الخلية العصبية لهذا الشخص تحتوي على حمض نووي فريد من نوعه هي قراءة التسلسل الجيني من خلية واحدة وليس من مجموعة كبيرة من الخلايا، والتي في أحسن الأحوال سوف تعطي المتوسط. والآن، وباستخدام أساليب تسلسل الخلية الواحدة، تمكن الباحثون في معهد سالك وشركاؤهم من جميع أنحاء العالم من إظهار أن التركيب الجيني لأعصاب نفس الشخص يختلف من خلية إلى أخرى إلى حد أكبر مما كان يعتقد سابقًا. ونشرت النتائج في الأول من نوفمبر في مجلة ساينس.
يقول فريد غيج، أحد الشركاء في الدراسة، ورئيس مركز V وجون أدلر: "خلافًا لما كان يُعتقد سابقًا، فإن التركيبة الجينومية للخلايا العصبية في الدماغ ليست هي نفسها، ولكنها تتكون من خليط من الحمض النووي". مركز دراسة الأمراض العصبية المرتبطة بالشيخوخة في معهد سالك.
وفي الدراسة التي قادها البروفيسور مايك ماكونيل من مركز البيولوجيا النظرية والحاسوبية في معهد سالك، عزل الباحثون حوالي 100 خلية عصبية من أجساد ثلاثة أشخاص خضعوا لعملية جراحية بعد الوفاة. نظر العلماء إلى نظرة شاملة للجينوم بأكمله، بحثًا عن عمليات الحذف الكبيرة وازدواجية الحمض النووي المعروفة باسم اختلافات عدد النسخ (أو CNVs) ووجدوا أن ما يصل إلى 41٪ من الخلايا العصبية تحتوي على CNV فريد واحد على الأقل تشكل تلقائيًا. وهذا يعني أن CNV ينتشر في جميع أنحاء الجينوم. يجب تضخيم الكمية الصغيرة جدًا من الحمض النووي الموجودة في خلية واحدة كيميائيًا عدة مرات قبل أن يتم تسلسلها. وهذه العملية صعبة من الناحية الفنية، لذلك أمضى الفريق عامًا في إزالة الأخطاء التي نتجت عن هذه العملية وليس عن البنية الأصلية للجينوم. ولتحقيق هذه الغاية، يقول غيج، تم إجراء العديد من تجارب التحكم.
وفي إحدى التجارب، اختبر الباحثون الخلايا العصبية التي تم إنشاؤها من الخلايا الجذعية المستحثة المستخرجة من خلايا الجلد لثلاثة أشخاص أصحاء. وكان من الواضح للباحثين أن الخلايا العصبية المنتجة من مصدر مشترك سيكون لها نفس الجينوم، ولكن تم خداعهم. "كان هناك العديد من عمليات الحذف والازدواجية الفريدة في كل جينوم من الخلايا العصبية المنتجة من سطر واحد من تلك الخلايا الجذعية المستحثة."
ومن المثير للدهشة أن هناك تنوعًا في خلايا الجلد أيضًا، ولكن ليس بنفس الحجم الموجود في الخلايا العصبية. تشير التقديرات الآن إلى أن التباين الكبير في جينوم الخلايا العصبية ناتج عن تغيرات في مرحلة متأخرة من نمو الجنين وليست وراثية. وقال ماكونيل، الذي يعمل الآن في جامعة فيرجينيا: "مشكلة الخلايا العصبية هي أنها، على عكس خلايا الجلد، لا تحل محل بعضها البعض، كما أنها على اتصال مع بعضها البعض". "حقيقة أن الخلايا العصبية تشكل شبكة كبيرة حيث تحتوي كل خلية على CNV يجعلها مختلفة، يمكن أن يكون لها تأثير كبير على الدماغ."
ترتبط أيضًا حالات CNV التي تحدث تلقائيًا باضطرابات الدماغ مثل الفصام والتوحد، ولكن في هذه الدراسات يتم عادةً استخدام العديد من خلايا الدم ونتيجة لذلك لم يتم اكتشاف تأثير CNV فيها.
إن الغرض من هذا الاختلاف في أدمغة البالغين غير واضح، لكن لدى الباحثين بعض الأفكار. من الممكن أن يساعد التكيف الأشخاص على استيعاب تجارب جديدة ومثيرة للدهشة في الحياة، أو قد يساعد في النجاة من وباء فيروسي كبير.
قد تنتج الخلايا ذات الجينومات المختلفة RNA فريدًا وبالتالي بروتينات فريدة أيضًا، لكن طريقة التسلسل لا تسمح لنا بمعرفة ذلك. يقول ماكونيل: "إذا كان لدينا طرق إضافية لتسلسل الجينوم في خلية واحدة، وعندما يكون لدينا، سنكون قادرين على معرفة ما إذا كانت هذه الجينومات المختلفة تحتوي أيضًا على ترانسبوسومات مختلفة (مجموعة جميع أنواع الحمض النووي الريبي في الخلية) بطرق يمكن التنبؤ بها". يقول إيرا هول، أستاذ الكيمياء الحيوية وعلم الوراثة الجزيئية في جامعة فيرجينيا: "بالإضافة إلى ذلك، سيكون من الضروري إجراء تسلسل لعدد أكبر من الخلايا، وخاصة المزيد من أنواع الخلايا العصبية". "أمامنا الكثير من العمل حتى نفهم بعمق إلى أي مدى ترتبط الأمراض بحقيقة أن الخلايا العصبية فريدة من نوعها أو أنها مرتبطة بعوامل مختلفة مثل عمر الشخص." قائلا.
تعليقات 21
نير
مثل هذه النظرية كانت موجودة في الماضي، ونشرها هنري بيرجسو منذ أكثر من 100 عام. المشكلة الكبيرة في النظرية هي أنها لا تفسر أي شيء في الواقع. قال هكسلي إن هذا يشبه القول بأن القاطرة لديها "قوة تحفيزية" وبالتالي يمكنها تحريك القطار.
إذا كانت النظرية صحيحة فلا بد أن يكون هناك حتما شيء أساسي في الكائنات الحية لا يمكننا تفسيره بمساعدة قوانين الفيزياء والكيمياء. ليس هذا هو الحال.
في رأيي، التطور عند داروين ليس النظرية الوحيدة التي تفسر الحياة. في رأيي، يعيش الدماغ/الحمض النووي/عندما يكونون في بيئة معينة - يدركون الميزات المطلوبة لهم لطلب الطعام والحصول عليه ثم يرسلون التعليمات/"المبرمجة" وفقًا لذلك. هناك آلية ذكية وعقلانية في الجسم الحي تؤدي إلى خلقه بشكل محدود حسب البيئة التي يوجد فيها. (طبعا بدون أي علاقة بأولهايم)
أفترض أن الإشارة في الفقرة الأخيرة هي إلى النسخ وليس الترانسبوسومات. باسم الالتزام بالمواعيد...
فالخطاب الأصم أفضل من الخطاب الدائر في المقالات المتعلقة بالفيزياء الفلكية
إنها تسرع بعضها البعض
هذا ما يسمى بالحديث الأصم :)
مايك أنا لا "أصر" على مقارنة أي شيء، أعتقد فقط أن التشبيه هنا صحيح ويساعد على فهم الأمور. لم أحاول دحض مسألة الاختلافات بين البشر الناتجة عن التباين الجيني، بل ادعيت فقط أن الاختلافات لا تذكر، لأنه على الرغم من الاختلاف الجيني بيننا ما زلنا جميعًا نختار 2، ونبدو متشابهين إلى حد كبير ولدينا نفس الشيء القدرة الفكرية في المتوسط.
فيما يتعلق بالغابة، كنت أتحدث عن قطع الغابات (التي بها أشجار) وليس إزالة الغابات، وفيما يتعلق بالحيوانات التي تعيش هناك (طيور، قوارض...)، فلا يوجد فرق تقريبًا بين قطعة غابة معينة وقطعة الغابة. واحدة تبعد 100 متر، وعلى الرغم من وجود تباين بين الأشجار هناك، إلا أنه لا توجد شجرة واحدة هي نفس الشجرة في القطعة الثانية، من حيث عملها كبيئة معيشية - قطعة واحدة تشبه إلى حد كبير الذي بجانبه.
وبنفس الطريقة، أعتقد أن التباين الجيني بين الخلايا العصبية ليس له هذا التأثير الكبير على عمل الشبكة الشاملة، والدليل على ذلك أنه على الرغم من التباين الجيني بين الخلايا العصبية، إلا أن معظم البشر لا يزال لديهم نفس العقلية القدرة (مقارنة بالشمبانزي على سبيل المثال الذي لا يستطيع كتابة الشعر أو المسرح أو الكتب).
لماذا تصر على مقارنة إزالة الغابات والحمض النووي؟ أو بين الشبكات العصبية، إلى DNA. يتم إجراء المقارنات بين الأكثر تشابها وليس بين المختلفين. وهذا حتى عندما لا تكون هناك حاجة للقياس لأنه من المعروف بالفعل أن كل تغيير بسيط في الحمض النووي يسبب أي اختلاف بين شخص لآخر. إذن أنت تحاول دحض حقيقة بناءً على المقارنة؟
وبغض النظر عن ذلك، فإن القول بأنه لا يوجد فرق بين إزالة غابة وأخرى، أو بين عقل وآخر من حيث عواقبها، هو قول منفصل تمامًا عن الواقع.
يمكن اختبار مير بطريقة بسيطة إلى حد ما، وذلك باختبار أدمغة الثدييات التي لا تستخدم الهواتف المحمولة (فئران المختبر على سبيل المثال).
وربما يكون ذلك بسبب إشعاع الأجهزة الخلوية، الحمض النووي الذي يتم تدميره فقط بحيث لا تتكاثر الخلايا كما هو الحال في السرطان.
أعتقد أن الدليل بسيط للغاية، على الرغم من وجود اختلاف كبير في عقول الأشخاص المختلفين، إلا أننا جميعًا نعمل بطريقة مماثلة ومتوسط قدرتنا الفكرية متشابه تمامًا.
يوري، الفرق الجيني بين الإنسان والشمبانزي هو 1.5% فقط. لذا فإن كل تغيير صغير له معنى. أبعد من ذلك، فإن نفي السببية يحتاج إلى دليل مثل أي حجة أخرى.
ولعل المثال الأفضل هو الأشجار في الغابة، فبالرغم من وجود تباين كبير بين الأشجار ولا توجد شجرة مثل الشجرة المجاورة لها، إلا أنه من جميع النواحي العملية لا يوجد فرق بين قطعة معينة من الغابة والأخرى المجاورة لها. هو - هي.
وهذا يعني أنه حتى لو كانت كل خلية عصبية هي نفسها تمامًا مثل كل خلية عصبية أخرى تم إنشاؤها وفقًا لنفس القطعة من الحمض النووي، فإن الشبكة العصبية ستظل تعمل بنفس الطريقة في جميع النواحي العملية.
متابعةً للتشبيه الذي قدمته من قبل (إذا كان صحيحًا)، فإن هذا يشبه السيارة التي تخرج من خط الإنتاج عندما تكون تقريبًا نفس السيارات الأخرى في الخط، ولكن بمرور الوقت تصطدم هنا، وتنحني هناك والخدوش والجرجر وما شابه ذلك.
ومع ذلك، فهي لا تختلف تقريبًا في أدائها عن السيارات الأخرى التي خرجت عن الخط. وبنفس الطريقة، قد يكون الفرق بين الخلايا العصبية لا يكاد يذكر من حيث تأثيره على وظيفة الخلية العصبية كجزء من الشبكة العصبية.
أنت لا تنتبه إلى النقطة الأكثر روعة. أقتبس: "من المقدر الآن أن التباين الكبير في جينوم الخلايا العصبية ينتج عن التغيرات في مرحلة متأخرة من نمو الجنين وليست وراثية."
وهذا ليس فقط الاختلاف، ولكن أيضا اللدونة.
ربما ببساطة لا يوجد معنى لهذا الاختلاف؟ أي أنه قد يكون ببساطة لا يكاد يذكر، تمامًا كما يوجد دائمًا بعض الاختلاف بين محركات نفس الشركة المصنعة في طراز معين من السيارة (قطر المكبس، ومستوى الختم، وما إلى ذلك) ولكن لا تزال السيارة تسير ولا يوجد تقريبًا أي اختلاف ملموس اختلاف الأداء بين السيارات من نفس خط الإنتاج.
رائعة، وذلك بفضل مايك
مستخدم مجهول، حسب فهمي فإن التنوع الجيني في خلايا الجهاز المناعي محدود للغاية. هذا ليس هو الحال مع الخلايا العصبية.
يعتمد نظام الذاكرة المناعية بأكمله على الاختلاف الجيني بين خلايا الجهاز المناعي
יוני
في حالة إصابة العصب، تسمح المعلومات الموجودة في الحمض النووي بإعادة بناء مسارات التشابك العصبي. بحيث أن التحديث المستمر للحمض النووي بعد تغيير بنية الخلية، في حالة حدوث إصابة، يتيح استعادة الذاكرة من خلال إعادة بناء المشابك العصبية.
ومن الممكن أيضًا أن يكون التغيير في الحمض النووي قد تم حتى قبل التغيير في بنية الخلية، مما يساعد المشبك العصبي على إيجاد طريقه بسهولة في الدماغ. هذا أحد الأسئلة المفتوحة في علم الأعصاب، كيف يحسب المشبك العصبي مساره.
استجابة مثيرة للاهتمام مايك.
"من المحتمل جدًا أن يتغير أيضًا الحمض النووي الذي يخزن المعلومات حول الخلية العصبية..."
لماذا هذا الافتراض معقول؟ من أين يأتي التغيير في نظرك؟ طفره؟
لماذا يكون للحمض النووي في الخلية العصبية معدل طفرة أعلى من بقية الحمض النووي في الجسم؟
اعتقدت ذلك وأنا سعيد لأنني كنت على حق. إذا أخذنا في الاعتبار أن الخلايا العصبية، على عكس الخلايا الأخرى، هي بلاستيكية وتتغير طوال الوقت، ولا يوجد اثنتين متشابهتين من حيث عدد المشابك العصبية ووزنها، والأكثر من ذلك، في حالة الخلايا العصبية والموقع والنوع المحدد اتصالات كل خلية عصبية مهمة أيضًا. ومن المحتمل أيضًا أن يتغير الحمض النووي الذي يخزن المعلومات حول الخلية العصبية باستمرار في أجزاء معينة.
في المستقبل، قد نتمكن من جمع الحمض النووي لجميع الخلايا العصبية من شخص ميت، وبمساعدتها إحياء الدماغ.