I 2003 gikk Human Genome Project i mål. Menneskets arvestoff – genomet – var kartlagt. Fem års samarbeid mellom genetikere i USA, Storbritannia, Japan, Frankrike, Tyskland og Kina hadde kartlagt over mer enn tre milliarder nukleinsyrer, bokstavene i det genetiske alfabetet som skriver inn livets kode i alle celler.

Jeg var imponert den gangen, som så mange andre. Jobben var gjort på rekordtid, ikke minst takket være den nye intelligente kjapt og gæli-sekvenseringsmetoden til Craig Venter, kalt shotgun sequencing.

Standardmennesket

Men så begynte jeg å tenke. Menneskets genom er altså kartlagt. Men hvilket menneske? Pettersen eller Franzen? Det er tross alt stor forskjell på Pettersen og Franzen. Hvem av dem hadde fått æren av å få oppskriften på seg selv publisert åpent på nettet?

Ingen av dem. Æren ville vært tvilsom. Personvernet forbyr slik offentliggjøring.  Derfor var donorene i Human Genome Project anonyme. Ja, for det var flere. Utvelgelsen ble gjort slik at ingen i dag kan vite hvem bidro med de utvalgte blodprøvene. Det første menneskelige genomet som ble kartlagt, var altså ikke genomet til ett bestemt menneske. Det var et generisk genom. Standardmennesket, om du vil.

Meg på en minnepinne

Så gikk årene. Sekvensering ble billigere, og kunne utføres på utvalgte enkeltmennesker, oftest på sykehus ved mistanke om alvorlig arvelig sykdom. Rundt 2010 ble sekvensering for første gang salgsvare. Men da jeg sendte inn en spyttprøve til firmaet 23andMe i 2011, var det bare utvalgte områder av genomet som ble kartlagt.

Tre år seinere bør vi forberede oss på at annonsen for kartlegging av hele genomet vårt kan dukke opp i innboksen ganske snart. I januar 2014 annonserte firmaet Illumina at de hadde laget en sekvenseringsmaskin som kunne klare jobben for rundt 6000 kroner.

Igjen føler jeg fristelsen og betenkelighetene. Meg på en minnepinne? Alle mine egenskaper i genetisk klartekst, kanskje også noen alvorlige arvelige sykdommer verken jeg eller barna mine vil ha godt av å vite om uten videre?

Vi er mange

Men så enkelt er det heller ikke alltid. Klarteksten er ikke så klar. Genene sier ikke den fulle og hele sannhet. De påvirker og påvirkes av et samspill med omgivelsene. Genetikk er blitt epigenetikk.

Nå tikker nye resultater inn som kan punktere selve utgangspunktet for idéen om genomet som konstruksjonstegning for menneskemaskinen, med eller uten epigenetiske tannhjul og pinjonger.

Vi er nemlig ikke bare ett genom. Vi er mange. For å finne ut det, trengs ikke bare sekvensering av ett menneske. Slik sekvensering gjøres normalt ved å finne gjennomsnittet fra tusener eller opp til millioner av celler. Men cellene er forskjellige. For å se det, må forskerne klare å kartlegge genene i enkeltceller. Det er de i ferd med å klare.

Vel bevart i mangfoldet

En studie som ble publisert i tidsskriftet Cell Reports 21. august 2014, beskriver sekvensering av  97 friske enkeltceller fra en menneskehjerne. De færreste var helt like.

Forskjellen bestod i at mellom hundre og flere millioner genbokstaver enten manglet eller var gjentatt flere ganger forskjellige steder i genomet.

Andre genforskere har de seineste årene rapportert enda større forskjeller. Mellom hvert tiende til hvert fjerde nevron i knotten vår mangler et helt kromosom, eller har flere utgaver av samme kromosom. Og likevel er vi vel bevarte, og vel så det.

Genetisk variasjon bygger hjernen

Disse genetiske variasjonene er altså ikke nødvendigvis noe farlig, som ved arvelige sykdommer, mener noen forskere. Tvert imot, sier de: Variasjonene kan også gjøre oss sterke.

Nevrobiologen Fred Gage skritter lengst ut langs denne tankegangen, ifølge en artikkel av journalisten Kat McGowan på nettstedet Quanta Magazine.

Han er tilknyttet genetikklaboratoriet på Salk Institute, og har funnet ut at genetisk variasjon er vanlig i normale, voksne menneskehjerner.

Ifølge Gage er den genetiske variasjonen nettopp det som gjør hjernen så tilpasningsdyktig og bidrar til den fantastiske kompleksiteten.

En urskog av mangfold i hodet

En parallell finnes i en annen del av kroppen, nemlig immunsystemet. Her er det variasjonene i genkoden som gir immuncellene deres evne til å reagere på et mangfold av forskjellige trusler, også trusler de aldri har møtt før.

Immuncellene er som et helt økosystem, der diversiteten eller mangfoldet sikrer at noen immunceller til enhver tid og under skiftende forhold er tilpasset oppgaven, nemlig å forsvare kroppen.

Med andre ord: Det samme genetiske mangfoldet som utfolder seg i en urskog og gjør den levedyktig framfor en kunstig monokultur, utfolder seg inne i menneskekroppen. Og hvis resultatene til Gage og andre forskere er riktige, kan dette genetiske mangfoldet være avgjørende viktig i det organet som mest av alt må være forberedt på uforutsette situasjoner og møte det med kløkt og oppfinnsomhet: Hjernen.

Kan være overdrevet

Men resultatene er ikke helt sikkert riktige. Teknikken for sekvensering av enkeltceller er ennå under utvikling. Kritikere mener at metodene som brukes i dag, kan fordreie resultatet. Derfor kan variasjonene i genene og den positive effekten av dem være overdrevet.

Også Fred Gage innrømmer at idéene om at den genetiske variasjonen fungerer som et robust økosystem er en teoretisk tolkning av data.

Likevel – også skeptikerne anerkjenner den dype appellen som denne idéen har, ifølge artikkelen i Quanta Magazine.

Hjerne vår er i så fall et helt økosystem, en urskog av levende evolusjon. Hva har det å si for vårt selvbilde?

Buer over buer

Er det enda et riss i den store tankebuen som flyr over kunstige skiller mellom celle og organ, mellom organ og organisme, mellom organisme og populasjon, mellom populasjon og økosystem, mellom økosystem og biosfære, mellom biosfære og … ?

Det er på samme tid skremmende og frigjørende å tenke at mitt genom, min identitet bare får mening som en del av en stor helhet, der framtidas forskning også vil tegne nye buer over buer av kompleksitet, livskraft og mening.

Lenker:

I Contain Multitudes, artikkel i Quanta Magazine, 21. august 2014

Iain C. Macaulay,Thierry Voet: Single Cell Genomics: Advances and Future Perspectives, PLoS Genetics, 30. Januar 2014, DOI: 10.1371/journal.pgen.1004126.

Xuyu Cai et. al: Single-Cell, Genome-wide Sequencing Identifies Clonal Somatic Copy-Number Variation in the Human Brain, Cell Reports, 21.8.2014.