Die Suche, um herauszufinden, ob die Mutationen unseres Gehirns die psychische Gesundheit beeinflussen

Seit Jahren versuchen Wissenschaftler, ein Gen für Krankheiten wie Schizophrenie, Alzheimer und Autismus zu finden. Aber die wahre Quelle könnte in einem viel komplexeren genetischen Puzzle liegen.

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25. August 2021

Toni Luong

Als Mike McConnell entschied, womit er seine Karriere verbringen wollte, war er 29, inspiriert, seine Promotion zu beginnen – und pleite. Er hatte aus seinem Biologieunterricht gelernt, dass Immunzellen im Körper ihre eigene DNA ständig neu anordnen: Dadurch können sie uns schützen, indem sie Rezeptoren in der richtigen Form herstellen, um an invasive Krankheitserreger zu binden. Als er Ende der 1990er Jahre in Virginia einen Master-Abschluss in Immunologie machte, war er bei einem Bier mit seinen Mitbewohnern davon besessen. Plötzlich hat diese Idee geklickt, erinnert sich McConnell. Wenn die Genumordnung der Funktion des Immunsystems half, wo sonst könnte sie passieren? Was ist mit dem Gehirn? Wäre es nicht schön, wenn Neuronen so etwas auch tun würden? er dachte.

Damals gingen die meisten Wissenschaftler davon aus, dass Zellen im normalen Nervensystem identische Genome haben. Aber McConnell die wissenschaftliche Literatur durchgesehen und festgestellt, dass er nicht der einzige war, der dieser Frage auf der Spur war: ein Neurowissenschaftler namens Jerold Chun an der University of California, San Diego, arbeitete bereits daran. Er schrieb an Chun und überredete ihn, ihn in sein Labor an der Westküste aufzunehmen. Es gab nur ein Problem: McConnell konnte es sich nicht leisten, dorthin zu gelangen.

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Er war bereits ein hungernder Doktorand, ohne Geld, um seinen 1966er Mustang zu reparieren – und als erster in seiner Familie, der aufs College ging, hatte er keinen Zugang zu vielen Ressourcen. Ich hatte niemanden, der mir irgendwelche Umzugskosten oder ähnliches in den Schoß fallen ließ, erklärt er. Chun gab ihm 1.000 Dollar, um das kaputte Auto zu reparieren und sich durch das Land zu begeben, damit er seine Hypothese testen konnte.

Unter Verwendung spezieller Farbstoffe zum Anfärben der Chromosomen von Neuronen aus Mausembryos und erwachsenen Mäusen hoffte McConnell herauszufinden, dass die Neuronen die gleiche Art von genetischer Umordnung erfahren hatten, die in Immunzellen beobachtet wurde, was eher zu einer Vielfalt führte als zu den perfekten Kopien, die die meisten Forscher erwartet hätten. Stattdessen fand er jedoch immer wieder Gehirnzellen mit der falschen Chromosomenzahl.

Mike McConnell hat seine Karriere damit verbracht, über das Mosaik des Gehirns zu lernen: Wir haben diese verrückte Idee ernst genommen.

NOAH WILLMANN

Das war eine Überraschung. Wenn sich Zellen teilen, replizieren sie ihre DNA für ihre Tochterzellen. Manchmal werden Kopien von Genen versehentlich hinzugefügt oder gehen verloren, was – anders als die für das Immunsystem vorteilhafte Umordnung innerhalb von Chromosomen – als ein äußerst schädlicher Fehler angesehen wurde. Es machte keinen Sinn, dass Neuronen eine so gewaltige Veränderung ihres genetischen Materials überleben könnten. Aber McConnell fand immer wieder abweichende Neuronen mit zusätzlichen oder fehlenden Chromosomen. Schließlich musste er wissenschaftliche Annahmen überdenken. Wir haben die verrückte Idee ernst genommen, sagt er. Ein Postdoktorand im Labor namens Stevens Rehen hatte Erfahrung in der Kultivierung der Neuronen für Studienzwecke, was es ermöglichte, die Daten zu analysieren.

Die 2001 veröffentlichten Experimente des UCSD-Teams zeigten, dass das zentrale Nervensystem sich entwickelnder Mausembryos enthielt keine perfekten genetischen Kopien . Stattdessen schlugen die Forscher vor, dass im Durchschnitt etwa ein Drittel der Neuronen jedes Mausembryos ein Chromosom verloren oder ein zusätzliches hinzugewonnen hatte. Das Ergebnis war ein sogenanntes genetisches Mosaik. Während viele dieser Zellen nicht überlebten, gelangten einige in die Gehirne erwachsener Mäuse. McConnell, Chun und ihre Koautoren fragten sich, was ein solches genetisches Mosaik bedeuten könnte. Vielleicht könnte es beim Menschen ein Faktor sein, der zu neurologischen Störungen oder sogar zu psychiatrischen Erkrankungen beiträgt. Auf jeden Fall war es ein früher Hinweis darauf, dass die herkömmliche Vorstellung von genetisch identischen Gehirnzellen falsch war.

Zu dieser Zeit suchten Wissenschaftler, die die Biologie von Geisteskrankheiten verstehen wollten, hauptsächlich nach genetischen Mutationen, die kurz vor der Empfängnis aufgetreten waren und sich daher in allen Zellen einer Person widerspiegelten. Es waren verlockende Hinweise aufgetaucht, dass ein einzelnes Gen für bestimmte Erkrankungen verantwortlich sein könnte. 1970 wurde zum Beispiel bei einem schottischen Teenager mit unberechenbarem Verhalten eine gebrochene Genregion festgestellt – und es stellte sich heraus, dass seine Verwandten mit Geisteskrankheit die gleiche Anomalie aufwiesen. Es dauerte drei Jahrzehnte, den Fehler zu isolieren, den die Forscher DISC1 (für disrupted-in-schizophrenia) nannten. Trotz etwa 1.000 veröffentlichter Forschungsarbeiten bleibt die Frage, ob DISC1 – oder irgendein anderes einzelnes Gen – an der Schizophrenie beteiligt ist, viel umstritten . Eine Handvoll andere Gene wurden ebenfalls als mögliche Schuldige untersucht, und eine Studie des gesamten menschlichen Genoms wies darauf hin mehr als 120 verschiedene Orte wo Mutationen das Krankheitsrisiko zu erhöhen schienen. Aber nach dieser umfangreichen Suche nach einem Schizophrenie-Gen, kein einzelnes Gen oder Mutation Die bisher untersuchten Erkrankungen scheinen einen ausreichend großen Einfluss auszuüben, um als definitive Ursache angesehen zu werden – nicht einmal DISC1.

Tatsächlich haben Wissenschaftler bei ihrer Suche nach spezifischen Genen hinter den meisten Hirnerkrankungen, einschließlich Autismus und Alzheimer, Probleme gehabt. Im Gegensatz zu Problemen mit einigen anderen Teilen unseres Körpers ist die überwiegende Mehrheit der Hirnerkrankungen nicht mit einem identifizierbaren Gen verbunden, sagt Chun, der jetzt am Sanford Burnham Prebys Medical Discovery Institute in La Jolla, Kalifornien, arbeitet.

Aber die UCSD-Studie schlug einen anderen Weg vor. Was wäre, wenn es nicht ein einzelnes fehlerhaftes Gen – oder sogar eine Reihe von Genen – wäre, das immer kognitive Probleme verursacht? Was wäre, wenn es die genetischen Unterschiede zwischen den Zellen sein könnten?

Die Erklärung schien weit hergeholt, aber mehr Forscher haben begonnen, sie ernst zu nehmen. Wissenschaftler wussten bereits, dass die 85 bis 100 Milliarden Neuronen in Ihrem Gehirn zu einem gewissen Grad zusammenarbeiten – aber sie wollen wissen, ob ein Risiko besteht, wenn einige dieser Zellen eine andere genetische Melodie singen.

Das Dogma aufgeben

McConnell, jetzt 51, hat den größten Teil seiner Karriere damit verbracht, diese Frage zu beantworten. Mit seinem kurzen Professorenbart, der eckigen Brille und dem leichten Surfer-Flair wirkt er zunächst entspannt. Aber es gibt auch eine Intensität: Er sieht ein bisschen aus wie eine jüngere Version des Hollywoodstars Liam Neeson, mit düsteren, temperamentvollen Augen und einer gerunzelten Stirn. Nach seiner Promotion packte McConnell erneut seine Koffer und zog nach Boston, um eine Postdoktorandenstelle an der Harvard Medical School anzutreten. Aber er war unruhig. Er mochte das kältere Klima nicht und sehnte sich danach, nach Kalifornien zurückzukehren und die dort gefundenen Daten über genetische Unterschiede im Gehirn erneut zu überprüfen. Ich dachte, Mosaik wäre das Interessanteste, woran ich arbeiten könnte, erinnert er sich und streicht sich die Enden seiner braunen Haare hinter die Ohren. und Ein Winter in Boston ließ mich San Diego wirklich vermissen.

Er begann mit Rusty Gage, einem Neurowissenschaftler am Salk Institute for Biological Studies in San Diego, zu korrespondieren. Gage interessierte sich auch für genetische Vielfalt, aber er war am besten dafür bekannt, gegen ein anderes Stück wissenschaftliches Dogma vorzugehen. Die Leute waren lange davon ausgegangen, dass Erwachsene niemals neue Neuronen bilden, aber Gage hatte eine Gruppe geleitet, die Ende der 1990er Jahre eine Arbeit veröffentlichte, in der der Nachweis neugeborener Zellen in einer Hirnregion namens Hippocampus detailliert beschrieben wurde.

Die Veröffentlichung – die Beweise für die sogenannte adulte Neurogenese erbrachte – verschaffte ihm den Ruf eines Einzelgängers, der keine Angst hatte, hinter provokativen Ideen zu stehen.

Nicht allzu lange nachdem das UCSD-Team seine Arbeit über Mosaizismus im Gehirn veröffentlicht hatte, war Gage auf ein weiteres Phänomen gestoßen, das erklären könnte, wie genetische Vielfalt im Nervensystem entsteht.

Es war bereits bekannt, dass Zellen DNA-Stücke, sogenannte Long Interspersed Nuclear Elements oder LINEs, haben, die um das Genom herumspringen. Gage und seine Kollegen zeigten, dass auch diese Mosaike entstehen lassen können. In einem Experiment entwickelten Mäuse, die so konstruiert wurden, dass sie menschliche DNA-Elemente tragen, die als LINE-1 bekannt sind, als Ergebnis genetisch unterschiedliche Zellen in ihren Gehirnen.

Wie bei seinen Arbeiten zur Neurogenese stieß Gage zunächst auf Skepsis. Die Vorstellung, dass LINEs – die viele als Junk-DNA betrachteten – genetische Vielfalt in Gehirnzellen verursachen könnten, widersprach der vorherrschenden Meinung. Wir wussten, dass wir auf ein Sägewerk stoßen würden, erinnert er sich.

Aber Gage und seine Mitarbeiter suchten weiter nach weiteren Beweisen. Nach der Nagetierstudie betrachteten er und seine Teamkollegen das menschliche Gehirn. Vier Jahre später veröffentlichten sie eine Analyse von Obduktionsproben, die das ergaben LINE-1s schienen besonders aktiv im menschlichen Gehirngewebe zu sein .

McConnell hatte mit Gage über all dies korrespondiert, einschließlich der Chromosomenvariation, die er während seiner Arbeit in Chuns Labor in Mausneuronen gefunden hatte. Anfang 2009 hatte er sich ein Stipendium bei Gage am Salk Institute gesichert. Dort suchten sie nach Beweisen für das gleiche Phänomen in menschlichen Neuronen und fanden es nach nur wenigen Jahren.

Als Teil des Experiments, das 2013 in Science erschien, verwendeten sie eine neue Technologie namens Einzelzell-Genomsequenzierung. Die Technik konnte die DNA isolieren und auslesen Individuell Zellen; Bis dahin konnten Wissenschaftler nur extrahiertes genetisches Material aus gepoolten Zellproben analysieren.

Unter Verwendung der postmortalen frontalen Kortexproben von drei gesunden Personen wandten sie die Methode auf Dutzende von Neuronen an und stellten fest, dass bis zu 41 % der Zellen entweder fehlende oder zusätzliche Genkopien aufwiesen. Diese Variation war reichlich vorhanden, Sie kamen zu dem Schluss, und es trug zum Mosaik genetischer Unterschiede im Gehirn bei.

Anstatt genetisch einheitlich zu sein, stellt sich heraus, sind unsere Gehirne voller genetischer Veränderungen. Wir haben die Geschichte darüber, ob es passiert oder nicht, hinter uns gelassen, sagt Gage. Diese Mosaik-Ereignisse finden statt. Das erinnert mich sehr daran, wo ich mit der Neurogenese bei Erwachsenen war. Als sich schließlich alle einig waren, dass es passiert ist, mussten wir herausfinden, was es tat.

Erweiterung der Suche

Nachdem McConnell Daten aus menschlichen Gehirnen veröffentlicht hatte, wollte er nicht mehr zum Studium von Mäusen zurückkehren. Als es für ihn an der Zeit war, ein eigenes Labor an der University of Virginia einzurichten, machte er sich sofort auf die Suche nach menschlichen Proben. Ich verbrachte die ersten drei Jahre als Assistenzprofessor damit, Gehirne zu finden, erinnert er sich.

Ein paar Jahre nach seiner Landung in Virginia erhielt die Mission, die Konstellation von Mutationen im Gehirn zu verstehen, einen wichtigen Schub. Das National Institute of Mental Health gab einem Konsortium, dem Gage, McConnell und andere angehörten, 30 Millionen Dollar, damit sie den somatischen Mosaizismus weiter untersuchen konnten. (Somatisch, aus dem Griechischen für Körper, bezieht sich auf Mutationen, die zu Lebzeiten einer Person entstehen, und nicht in den Samen- oder Eizellen der Eltern der Person.)

Das Netzwerk umfasste Forschungsgruppen, die sich mit den unterschiedlichen Wirkungen genetischer Mosaike befassten. Gage und McConnell waren Teil einer Untergruppe, die sich auf den Zusammenhang mit psychiatrischen Erkrankungen konzentrierte. Sie entwickelten einen Plan, um mit demselben Satz von Gehirnproben nach verschiedenen Mechanismen für Mosaizismus zu suchen.

Entscheidend ist, sie bekamen Mensch Proben. Gewebebiopsien von postmortalen Gehirnen von Personen mit Schizophrenie wurden von einem Aufbewahrungsort in Baltimore, dem Lieber Institute for Brain Development, an jedes der drei Teams versandt.

Ein Teil von jedem wurde an Gages Gruppe in Kalifornien geschickt, um sie auf LINE-1s zu untersuchen, die mosaikartige genetische Variationen verursacht haben könnten. Ein weiterer Teil wurde an McConnells Team in Virginia geschickt, um nach genetischen Mosaiken zu suchen, die durch gelöschte oder duplizierte DNA im Genom verursacht wurden.

Das verbleibende Drittel jeder Probe ging an ein weiteres Labor unter der Leitung von John Moran an der University of Michigan in Ann Arbor, das untersuchte, ob Zellen, die sehr früh in der Entwicklung kleine DNA-Sequenzfehler erwerben, die Bildung großer Gehirnregionen auslösen könnten gleiche Mutation.

Es gibt eine wachsende Liste von Gehirnerkrankungen, bei denen Mosaizismus wirklich eine Rolle zu spielen scheint. Es hat „Beweise für Autismus, Epilepsie und Hirnwucherungsstörungen erreicht“, sagt McConnell.

Diesen Januar veröffentlichte eine große Gruppe von Wissenschaftlern, darunter auch Mitglieder des Konsortiums, einen Artikel in Nature Neuroscience, in dem beschrieben wird, wie sie maschinelles Lernen nutzten um Daten über postmortale Gehirnzellen zu analysieren von mehreren Menschen, die Schizophrenie hatten. Die Forscher schlugen vor, dass LINEs früh in der fötalen Entwicklung mit der aktiven Mutation der Gehirn-DNA beginnen – und fanden Fälle, in denen LINE-1s mindestens zwei Genregionen bombardiert hatten, die mit neuropsychiatrischen Störungen in Verbindung stehen.

McConnell erwartet, dass sich diese Art von Entdeckungen beschleunigen werden. Er sagt, dass große Fortschritte bei der genetischen Sequenzierung in den letzten Jahren es Wissenschaftlern jetzt ermöglichen, DNA-Fehler auf der Ebene einzelner Zellen viel schneller zu erkennen. Vor ein paar Jahren brauchten vier Labormitarbeiter in McConnells Team zwei Wochen, um 300 Gehirnzellen einzeln zu sequenzieren. Heute kann ein Teammitglied, das alleine arbeitet, in drei Tagen eine Einzelzellsequenzierung an 2.000 Zellen durchführen. Es war ein Game-Changer, sagt er.

Aber das Auffinden von Mutationen ist nicht dasselbe wie das Herstellen eines kausalen Zusammenhangs zwischen ihnen und Krankheiten. Die sporadische und variable Natur von Mosaikmutationen macht es zu einem komplizierten Unterfangen, sie definitiv mit Krankheiten in Verbindung zu bringen. Kollegen haben ihn davor gewarnt, Windmühlen in einer Suche zu jagen, die McConnell selbst beschreibt als ein bisschen weltfremd.

Unbekannte Gewässer

Das Streben zu verstehen, wie Mosaik-Genmutationen psychiatrische Erkrankungen beeinflussen könnten, reicht viel weiter zurück als die Arbeit von Wissenschaftlern wie McConnell. Er stellt fest, dass Menschen vor Jahrzehnten seltsame Chromosomenanomalien bei psychiatrischen Erkrankungen fanden, hauptsächlich bei Blutabnahmen.

Aber wenn Sie sich diese Geschichte ansehen, werden Sie sehen, dass diejenigen, die die Rolle von Mosaik-Genmustern für die psychische Gesundheit untersuchen, einen Fehlstart hatten. Einer der frühesten Fallberichte tauchte vor Jahrzehnten auf: Im Frühjahr 1959 begann eine 19-jährige Frau in Südengland, das Papier von den Wänden ihres neu eingerichteten Zimmers abzulösen. Einen Monat später verbrannte sie all ihre Kleider und floh in die Küstenstadt Brighton. Ihr unberechenbares Verhalten verstärkte sich bis zu dem Punkt, dass sie in eine psychiatrische Klinik eingeliefert wurde, wo Ärzte bei ihr Schizophrenie diagnostizierten. Sie untersuchten ihr Blut und suchten nach den 46 aufgewickelten Chromosomenbündeln in jeder Zelle. Was sie fanden, überraschte sie: Etwa einem Fünftel ihrer Zellen fehlte eines der beiden X-Chromosomen, die Frauen normalerweise tragen. Die Ärzte der Frau waren sich nicht sicher, ob ihr Mosaizismus ein Faktor für ihre psychiatrische Störung war. Es gibt eine Handvoll anderer Fälle von Frauen, denen, wie der britischen Patientin, ihr zweites X in einigen Zellen fehlte und die auch an Schizophrenie litten. Aber die Verbindung bleibt reine Spekulation.

Während es noch zu früh ist, um zu sagen, wie Mosaik-Genmutationen im Gehirn Schizophrenie beeinflussen könnten, gibt es eine wachsende Liste von Gehirnerkrankungen, bei denen Mosaikismus wirklich eine Rolle zu spielen scheint. Zum Beispiel deckte eine zentrale Studie des Harvard-Genetikers Christopher Walsh und seiner Kollegen aus dem Jahr 2012 Beweise dafür auf Somatische Mutationen waren die Hauptursache einiger Formen von Epilepsie.

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Die vielleicht größte Menge an Daten zu Genmosaiken – und damit das vielversprechendste Entwicklungsgebiet – wird aus Studien über Autismus generiert. Verschiedene Forschungsgruppen, darunter die von Walsh, haben Beweise dafür gefunden, dass bis zu 5 % der Kinder mit Autismus-Spektrum-Störungen eine potenziell schädliche Mosaik-Mutation aufweisen. Vor kurzem, im Januar, hat Walsh – zusammen mit Mitgliedern des Konsortiums wie Rusty Gage – eine Studie veröffentlicht Aufdeckung von Beweisen dafür, dass bestimmte Arten von Mutationen häufiger bei Menschen mit Autismus auftreten. Sie untersuchten postmortale Gehirnproben von 59 Menschen mit Autismus und 15 neurotypischen Personen zum Vergleich und stellten fest, dass die in der ersten Gruppe eine unerwartet hohe Anzahl von somatischen Mutationen in den genetischen Regionen, die als Enhancer bezeichnet werden, aufwiesen. Diese Regionen tragen dazu bei, die Produktion von Genen zu stimulieren, was die Forscher zu Spekulationen veranlasste, dass Mosaikmutationen dort das Risiko einer Person, Autismus zu entwickeln, erhöhen könnten.

Und obwohl nicht angenommen wird, dass sich Gehirnzellen wie Zellen in anderen Geweben aktiv teilen, scheinen sie sich mit zunehmendem Alter eher zu einem genetischen Mosaik zu entwickeln. Im Jahr 2018 analysierte das von Walsh geleitete Team Neuronen aus dem Gehirn von 15 Personen im Alter von vier Monaten bis 82 Jahren sowie von neun Personen mit Störungen im Zusammenhang mit vorzeitiger Alterung. Sie kamen zu dem Schluss, dass sich die somatischen Veränderungen in der DNA, die ein Mosaik bilden, anhäufen langsam aber unaufhaltsam mit dem Alter im normalen menschlichen Gehirn . Eine neue Studie von Walshs Gruppe, die sich noch in der Peer-Review befindet, legt nahe, dass menschliche Neuronen zwar mit Hunderten solcher Mutationen in jedem Genom beginnen, sich aber lebenslang mit einer Rate von bis zu 25 Mutationen pro Jahr aufbauen. Auf dieser Grundlage berechneten er und seine Teamkollegen, dass Neuronen älterer Menschen zwischen 1.500 und 2.500 Mutationen pro Zelle enthalten. Wir glauben, dass dies eine wichtige neue Sichtweise auf das Altern und häufige Formen der Neurodegeneration wie die Alzheimer-Krankheit ist, sagt Walsh.

Britische Wissenschaftler, die speziell nach somatischen Varianten in Genen suchen, die mit neurodegenerativen Erkrankungen wie Parkinson und Alzheimer in Verbindung stehen, gehen davon aus, dass der durchschnittliche Erwachsene 100.000 bis 1 Million hat Gehirnzellen mit krankhaft mutierten Genen . Der nächste Schritt besteht darin, zu verstehen, ob und wie diese Mutationen tatsächlich einen Einfluss ausüben.

Bei der Identifizierung des Zusammenhangs zwischen Mosaiken im Gehirn und verschiedenen Erkrankungen geht es jedoch nicht nur darum, zu erklären, wie diese Krankheiten entstehen. Eine der größten Hoffnungen besteht darin, dass es helfen könnte, neue therapeutische Ansätze einzuleiten. Das passiert bereits bei einer Erkrankung, einer oft unbehandelbaren Form der Epilepsie, die als fokale kortikale Dysplasie bekannt ist. Die Gehirne von Personen mit dieser Störung haben verräterische Flecken von desorganisierten Gewebeschichten, und Patienten werden manchmal operiert, um diese Gehirnbereiche zu entfernen, in der Hoffnung, ihre Anfälle zu reduzieren.

Das ergab eine 2018 veröffentlichte Studie von Forschern des Korea Advanced Institute of Science and Technology Mosaik-Mutationen in diesen abnormalen Gehirnflecken, die bestimmte Zellsignalwege überstimuliert haben. Medikamente, die diese Überaktivität eindämmen, sogenannte mTOR-Hemmer, sind einen Versuch wert , so Wissenschaftler.

Ich denke, es ist weitgehend unbekanntes Wasser, sagt Orrin Devinsky, der einen Pilotversuch leitet für ein Medikament zur Behandlung von fokaler kortikaler Dysplasie am Langone Medical Center der New York University. Es gibt ein paar Bereiche, in denen wir echte Fortschritte gemacht haben … aber ich denke, mit dem größeren Feld ist der Boden kaum berührt worden.

Am Rande

Zwanzig Jahre nach seinem Beginn ist Mike McConnell nach wie vor fasziniert von der Frage, wie genetische Mutationen, die nach der Empfängnis oder Geburt erworben wurden, unser Verhalten beeinflussen könnten. Mein Interesse wurde wirklich: Was macht Ausreißer? sagt er mit dem kalifornischen Ton, den er an die Ostküste mitgebracht hat. Was macht zwei eineiige Zwillinge zu völlig unterschiedlichen Menschen?

In all dieser Zeit hat sich viel verändert. Er ist verheiratet und hat sich niedergelassen, er hat Auszeichnungen von Leuten wie der US National Academy of Medicine erhalten und ist kein mittelloser Doktorand mehr. Kürzlich wechselte er erneut die Küste und verlegte sein Labor in das Lieber Institute, das mehr als 3.000 Gehirne beherbergt – eines der weltweit größten Sammlungen .

Und er denkt, wir stehen kurz vor dem Durchbruch.

Auch wenn die Verbindungen zwischen Mutationen und psychischen Erkrankungen nicht schlüssig sind, haben Wissenschaftler auf diesem Gebiet jetzt eine Fülle von Daten angehäuft, die zeigen, dass genetisch unterschiedliche Zellen unsere Gesundheit sicherlich beeinflussen können. Der somatische Mosaikismus des Gehirns hat Beweise für Autismus, Epilepsie und Überwucherungsstörungen des Gehirns erbracht, sagt McConnell.

Derweil häufen sich die Beweise dafür, dass viele Menschen ein signifikant mosaikartiges Gehirn haben. Eine Analyse aus dem Jahr 2018 legt nahe, dass etwa 1 von 100 Menschen dies hat schädlicher mosaikartiger genetischer Unterschied die beträchtliche Gehirnregionen betrifft. Mit anderen Worten, sie haben einen Abschnitt von Gehirnzellen, der eine Mutation besitzt, die in umgebenden Zellen nicht zu sehen ist. Während es jedoch zunehmend solide Beweise dafür gibt, dass Mosaik-Genmuster im Gehirn zu Epilepsie und Autismus beitragen, gibt es noch nicht genügend Daten, um sie mit Schizophrenie in Verbindung zu bringen.

McConnell hat den Glauben bewahrt, dass die Untersuchung des menschlichen Gehirns zeigen wird, ob ein gewisser Geschmack von Mosaikmutationen auch zu dieser Krankheit beiträgt – Mutationen, die auf neue Behandlungen hinweisen könnten. Entweder werde ich einen Heureka-Moment haben, oder das passiert einfach und es gibt keinen klaren Zusammenhang mit einer Krankheit, sagt er. Als Optimist hofft er, erfolgreich zu sein, wo andere gescheitert sind, indem er die Flut genetischer Daten über die von ihm analysierten Gehirnzellen sortiert. Wenn es dort ein Signal gibt, sagt er, werde ich im kommenden Jahr einen Hinweis darauf sehen.

Roxanne Chamsi ist Wissenschaftsjournalist in Montreal. Diese Geschichte wurde durch einen Berichterstattungszuschuss durch die unterstützt Genetics and Human Agency Journalism Fellowship .

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