Od dawna wiadomo, że istnieje złożona zależność między czynnikami genetycznymi a wpływami środowiska na kształtowanie zachowań. Niedawno odkryto, że geny regulujące zachowanie w mózgu działają w ramach elastycznych i reagujących na kontekst sieci regulacyjnych. Jednak konwencjonalne badania asocjacyjne całego genomu (GWAS) często pomijają tę złożoność, szczególnie u ludzi, gdzie kontrolowanie zmiennych środowiskowych stwarza wyzwania.

W nowym artykule perspektywicznym opublikowanym 27 lutego w czasopiśmie ogólnodostępnym Biologia PLOS przez naukowców z Uniwersytetu Illinois Urbana-Champaign i Rutgers University w USA podkreśla znaczenie włączenia skutków środowiskowych do badań genetycznych. Autorzy omawiają, w jaki sposób niezastosowanie się do tego może utrwalić deterministyczne myślenie w genetyce, co historycznie zaobserwowano w uzasadnianiu ruchów eugenicznych, a ostatnio w przypadkach przemocy na tle rasowym.

Autorzy proponują rozszerzenie GWAS o włączenie danych środowiskowych, jak wykazano w badaniach dotyczących agresji u muszek owocowych, w celu uzyskania szerszego zrozumienia złożonej natury interakcji gen-środowisko. Ponadto opowiadają się za lepszą integracją wniosków z badań na zwierzętach z badaniami na ludziach. Eksperymenty na zwierzętach ujawniają, w jaki sposób zarówno genotyp, jak i środowisko kształtują sieci regulacyjne genów mózgu i późniejsze zachowanie, a odkrycia te mogą lepiej pomóc w podobnych eksperymentach z ludźmi.

„Postęp w technologii genomiki naprawdę pokazał, jak zmiany w środowisku prowadzą do zmian nie tylko w zachowaniu, ale także w ekspresji genów, w sposób, który nie jest zdeterminowany wyłącznie przez dziedziczność” – powiedział współautor Matthew Hudson, profesor nauk o uprawach w Illinois. „Teraz rozumiemy, że nawet te same geny mogą funkcjonować bardzo różnie u poszczególnych osób, w zależności od ich ekspresji”.

Ponadto autorzy podkreślają znaczenie współpracy multidyscyplinarnej dla zrozumienia korzeni zachowań, zwłaszcza wśród społeczności zajmujących się badaniami nad zwierzętami i ludźmi. Współautorka Rina Bliss, profesor socjologii na Rutgers, dodała: „Naprawdę potrzebujemy tego rodzaju współpracy między naukowcami społecznymi i biologami, aby naświetlić złożoność interakcji gen-środowisko, zwłaszcza jeśli odnoszą się one do ludzkich zachowań”.

Artykuł sugeruje również, że do wyjaśnienia mechanizmów molekularnych łączących wpływy genetyczne i środowiskowe na zachowanie konieczne będą nowe technologie, takie jak organoidy mózgowe i nowe formy obrazowania mózgu.

Ostatecznie autorzy podkreślają, że konieczna jest zmiana paradygmatu w genomice społecznej i behawioralnej człowieka w kierunku bardziej szczegółowego zrozumienia interakcji gen-środowisko. „Badanie korzeni zachowań niesie ze sobą ogromny potencjał w zakresie spostrzeżeń, które mogą pomóc lepiej zrozumieć funkcjonowanie mózgu w zdrowiu i chorobie. Mamy nadzieję, że ten artykuł pomoże badaczom w pełni wykorzystać możliwości, unikając jednocześnie pułapek redukcjonistycznych” – powiedział współautor Gene Robinson, Dyrektor Instytutu Biologii Genomicznej Carla R. Woese oraz profesor entomologii i neurologii w Illinois.

Autorzy sugerują, że perspektywa holistyczna i wspieranie współpracy interdyscyplinarnej mogą pomóc naukowcom w poruszaniu się po złożoności ludzkich zachowań, jednocześnie ograniczając ryzyko związane z deterministycznym myśleniem w genetyce.