Todisteet positiivisesta valikoitumisesta ihmisen dopamiinireseptorin D4-geenin lokuksessa

Tulokset ja keskustelu

Primerisarjat valittiin siten, että ne monistavat erittäin GC-rikkaan DRD4-geenin (1) neljää eksonia sekä viereistä promoottorialuetta ja liitoskohtia (kuva 1). DRD4-geenin koko promoottorin ja koodaavan alueen alkuperäinen uudelleen sekvensointi 20 ADHD-koehenkilöltä (tietoja ei ole esitetty) paljasti useita aiemmin ilmoitettuja polymorfismeja. Näihin polymorfismeihin kuului kaksi insertio-/deleetio-polymorfismia, toinen promoottorin alueella (4,3 kb VNTR:stä ylävirtaan; viitteet 18 ja 19) ja toinen eksonissa 1 (2,7 kb VNTR:stä ylävirtaan; viite 20; ks. kuva 1). Lisäksi paljastui useita uusia koodaavia SNP:itä eksoni 3:n VNTR:ssä (2) sekä kaksi aiemmin raportoimatonta SNP:tä intronissa 3, jotka sijaitsevat 20 nt:n etäisyydellä toisistaan ja ≈350 bp VNTR:n keskipisteestä virtaussuuntaan (kuva 1). Koska tässä alkuperäisessä näytteessä havaittiin paljon VNTR-polymorfismia, suoritettiin laajempi PCR-resekvensointi 600:sta eksoni 3:n VNTR-alleelista, jotka oli saatu maailmanlaajuisesta populaationäytteestä (viitteet 3 ja 17; taulukko 1; kuva 2). Näyte sisälsi yksilöitä, jotka edustivat useimpia tärkeimpiä maantieteellisiä alkuperiä (ks. menetelmät). Suurin osa yksilöistä oli heterotsygootteja, ja kaksi alleelista PCR-tuotetta voitiin erottaa toisistaan geelielektroforeesilla ennen sekvensointia, jolloin saatiin yksiselitteiset haplotyypit. Kaikkiaan seuloimme yli 450 000 bp genomista DNA:ta ja 2 968 48-bp:n toistoa.

Sekvensoiduista 600 kromosomista löydettiin 56 erilaista haplotyyppiä (taulukko 1). Nämä haplotyypit koostuivat 35:stä erilaisesta 48-bp:n variaatiomotiivista (kuva 2), joista 19 oli raportoitu aiemmin (kuvassa 2 nimetty α-ξ; ref. 2). Ehdotamme, että näille DRD4:n 48-bp:n muunnosmotiiveille annetaan numerot, kuten kuvassa on esitetty, eikä aiemmin käytettyjä kirjaimia (2), koska kreikkalaisissa aakkosissa ei ole riittävästi merkkejä. Ehdotamme, että DRD4:n eksoni 3:n variantit nimetään esitetyssä muodossa, eli yleisin 4R-alleeli nimetään 4R(1-2-3-4) jne.

Otimme tarkoituksellisesti noin 2-kertaisen ylinäytteen muista kuin 4R-alleeleista, koska yleisessä 4R-alleelissa (taulukko 1) havaittiin vain vähän sekvenssivaihtelua, vaikka se edustaa 65:tä %:a maailman populaatioiden frekvenssistä (3, 17). Suurin osa tämän näytteen haplotyypeistä (85,7 %) esiintyi alle 1 prosentin frekvenssillä (taulukko 1). VNTR-numeron perusteella määriteltyjen varianttien nukleotidididiversiteettiä tarkasteltaessa havaittiin, että vähiten diversiteettiä esiintyy yleisimmissä 2R-, 4R- ja 7R-alleeleissa: 78,2, 95,2 ja 88,9 prosenttia alleeleista oli edustettuna yleisimmillä 2R(1-4)-, 4R(1-2-3-4)- ja 7R(1-2-6-5-2-5-4)-haplotyypeillä (taulukko 1). Sitä vastoin, vaikka 3R-, 5R-, 6R- ja 8R-alleelit ovat harvinaisempia, niissä on suhteellisesti enemmän variantteja (taulukko 1). Tämä epätavallinen alleelien monimuotoisuuden malli ei selvästikään ole pelkkä pituusvaikutus, eli pidemmillä alleeleilla on suurempi monimuotoisuus. Havaittiin monia populaatiokohtaisia harvinaisia haplotyyppejä. Esimerkkeinä mainittakoon 2R(30-4)-haplotyyppi, jota löydettiin vain surui-näytteestä (Etelä-Amerikka), ja 5R(1-3-2-3-4)-haplotyyppi, jota löydettiin vain han-kiinalaisesta (Aasia) näytteestä (taulukko 1 ja kuva 2).

VNTR-haplotyypeissä havaittu nukleotidivaihtelun kuvio ei ole satunnainen (kuva 2). Useimmat DNA-sekvenssivariantit muuttavat aminohapposekvenssiä, joskus varsin dramaattisesti (esim. Gln:stä Pro:ksi; kuva 2). Vaikka monet näistä varianteista ovat toisiinsa liittyviä mutaatiotapahtumia (jäljempänä), nämä suhteet voidaan ottaa huomioon laskettaessa Ka/Ks (aminohappokorvausten lukumäärän suhde paikkaa kohti jaettuna synonyymien muutosten lukumäärää koskevalla arviolla). Ka/Ks:n arvoja, jotka ovat suurempia kuin 1, pidetään yleensä tiukkana indikaattorina positiivisesta valikoitumisesta havaitussa DNA-segmentissä (22, 23). Tandemtoistosekvenssille voidaan päätellä monia oletettuja suhteita, ja näin ollen voidaan laskea erilaisia Ka/Ks-suhteita. Kaikissa DRD4-varianttien oletetuissa suhteissa Ka/Ks > 1. Jos esimerkiksi oletetaan, että runsaimmilla 1-6-variantin motiiveilla (kuva 2) on kaikilla yhteinen alkuperä ja että monimuotoisuus on syntynyt sekä mutaation että rekombinaation avulla (jäljempänä), saadaan Ka/Ks -arvoksi 3. Tämän analyysin laajentaminen koskemaan lajien välistä divergenssiä (tehokas menetelmä näiden laskelmien parantamiseksi) ei ole mahdollista, koska tämän VNTR:n variaatio syntyy nopeasti de novo kädellisten sukulinjoissa (28).

Tavanmukaisia lähestymistapoja näiden haplotyyppien välisten evolutiivisten suhteiden määrittelyyn ei voida soveltaa DNA-sekvenssin toistuvan luonteen vuoksi (23). Havaittujen DNA-sekvenssien ja niiden nukleotidivariaatioiden perusteella on kuitenkin suoraviivaista ehdottaa yksinkertaista alkuperää suurimmalle osalle näistä haplotyypeistä (kuva 3; taulukko 1). Yleisimpien alleelien väliset yksivaiheiset rekombinaatio-/mutaatiotapahtumat voivat selittää lähes kaiken havaitun 2R-6R-alleelien vaihtelun. Kuvassa 3 on yksinkertaistettu kaavio yleisimmistä ehdotetuista rekombinaatiotapahtumista. Vaikka DRD4:n esi-isän nukleotidisekvenssiä ei voida määrittää, kaikki tietyn kädellislajin kaikki alleelit näyttävät olevan peräisin suhteellisen tuoreesta yhteisestä esi-isästä (28). Yleisintä 4R-alleelia ehdotetaan ihmisen kanta-alleeliksi i) kädellisten DRD4:n 4R-alleeleista raportoitujen rajallisten sekvenssitietojen (28), ii) tätä alleelia ympäröivien polymorfismien alhaisemman LD-tason (kuten jäljempänä käsitellään) ja iii) muiden kuin 4R-alleelien sekvenssimotiivien järjestelyjen perusteella. Kahden 4R(1-2-3-4)-alleelin välinen epätasainen rekombinaatio tuottaisi havaitut yhteiset 2R-6R-alleelit (kuva 3). Risteytymispaikka määrää tuloksena olevan sekvenssin. Esimerkiksi yleisimmät 3R(1-7-4)- ja 3R(1-2-4)-alleelit eroavat toisistaan vain risteytymispaikan suhteen joko toisen toiston sisällä tai sen jälkeen (kuva 3; taulukko 1). Näin ollen tandemtoistojen välisen epätasa-arvoisen rekombinaation tunnettu suuri taajuus (29) voi selittää suurimman osan DRD4-geenin havaitusta monimuotoisuudesta.

Epäsymmetristen ristiinkytkentöjen lisäksi tässä populaationäytteessä on havaittavissa yksittäisiä pistemutaatioita (taulukko 1 ja kuva 2). Esimerkiksi yhtä poikkeusta lukuun ottamatta kaikilla 2R-alleeleilla maailmanlaajuisesti on sekvenssi 2R(1-4) (taulukko 1). Kaikissa 12:ssa Suruin (Etelä-Amerikan) DNA:sta uudelleen sekvensoidussa 2R-alleelissa havaittiin yksi pistemutaatio, 2R(30-4)-alleeli (taulukko 1 ja kuva 2). Tämä mutaatio, muutos C:stä T:ksi ensimmäisessä toistossa, ei muuta aminohapposekvenssiä, ja se on todennäköisesti peräisin hiljattain (alle 10 000-20 000 vuotta sitten) (24).

Havaittujen 7R- ja sitä korkeampien alleelien muodostumista ei sitä vastoin voida selittää yksinkertaisilla yksivaiheisilla rekombinaatio-/mutaatiotapahtumilla 4R(1-2-3-4)-haplotyypistä käsin tapahtuvilla tapahtumilla (kuva 3). 7R-alleelin syntyminen yleisimmästä 4R-alleelista edellyttäisi vähintään yhtä rekombinaatiota ja kuutta mutaatiota. Jopa monimutkaisemmat geenimuunnostapahtumat huomioon ottaen tarvitaan useita matalan todennäköisyyden vaiheita 4R-alleelin muuttamiseksi 7R-alleeliksi (kuva 3). Esimerkiksi yleisessä 7R(1-2-6-5-2-5-4)-haplotyypissä esiintyvä keskeinen viiden muunnoksen motiivi voisi syntyä kahden 4R-alleelin välisellä rekombinaatiolla. Toisen 4R-alleelin neljän muuttujan loppumotiivin ja toisen 4R-alleelin yhden muuttujan alkumotiivin välinen rekombinaatio tuottaisi 7R(1-2-3-5-2-3-4)-haplotyypin (kuva 2). Tämän oletetun 7R-haplotyypin molempien kolmen muuttujan motiivien kolme lisämutaatiota tarvitaan nykyisen 7R(1-2-6-5-2-5-4)-haplotyypin tuottamiseksi. Neljä näistä kuudesta nukleotidimuutoksesta on ei-synonyymisiä ja muuttaa aminohapposekvenssiä (Ser Glyksi, Gln Proksi, Ala Proksi ja Ser Glyksi; kuva 2). Vaikka näiden nukleotidimuutosten ”lisäämisen” mekanismiksi hypoteettiseen 7R(1-2-3-5-2-3-4)-alleeliin voitaisiin ehdottaa pikemminkin geenimuunnosta kuin mutaatiota, tarvittaisiin kaksi epätodennäköistä tapahtumaa, joista toisessa olisi mukana 7R-7R-alleelin geenimuunnos (kuvat 2 ja 3).

Kään näistä oletetuista ”välivaiheen” 7R-haplotyypeistä ei ollut havaittavissa tässä maailmanlaajuisessa populaationäytteessä. Näytteeseemme sisältyi 47 7R-alleelia, jotka oli sekvensoitu afrikkalaista alkuperää olevilta yksilöiltä, joiden uskotaan sisältävän populaatioita, joissa on suurin geneettinen monimuotoisuus ja ikä (24). On siis epätodennäköistä, että 7R-välihaplotyyppejä esiintyisi suurella frekvenssillä. Tarkoituksenamme ei kuitenkaan ole ehdottaa DRD4:n 7R-alleelin erityistä alkuperää. Haluamme pikemminkin korostaa, että DNA-sekvenssianalyysin perusteella DRD4:n 7R-alleeli näyttää eroavan selvästi yleisistä 2R-6R-alleeleista. On mahdotonta määrittää, oliko DRD4 7R -alleelin synty yksittäinen, erittäin epätodennäköinen tapahtuma vai sarja epätodennäköisiä tapahtumia (kuva 3).

Riippumatta DRD4 7R -alleelin syntymekanismista, se pystyy selvästi osallistumaan rekombinaatiotapahtumiin muiden alleelien kanssa. Suurin osa havaituista harvinaisista 7R-haplotyypeistä näyttää olevan rekombinaatiotapahtumia, useimmiten yhteisen 4R(1-2-3-4)-alleelin kanssa (taulukko 1). Esimerkiksi 7R(1-2-6-5-2-3-4)-haplotyyppi näyttää olevan 4R(1-2-3-4)-alleelin ja 7R(1-2-6-5-2-5-4)-alleelin välinen rekombinaatio (taulukko 1 ja kuva 2). Tämä alkuperä vahvistettiin analysoimalla SNP:t rekombinaatioalueen ulkopuolella (ks. jäljempänä). Lisäksi joidenkin harvinaisten 5R- ja 6R-alleelien ja kaikkien 8R- ja sitä korkeampien alleelien alkuperä voidaan selittää rekombinaatioilla, joissa on mukana 7R-alleeli, koska ne sisältävät 7R-alleelille ominaisen kuuden muunnoksen motiivin (kuva 2 ja taulukko 1). Monilla näistä 8R- ja korkeammista alleeleista näyttää kuitenkin DNA-sekvenssianalyysin perusteella olevan monimutkaisempi alkuperä (taulukko 1 ja kuva 2).

Tämä malli (kuva 3) selittää edellä (taulukossa 1) havaitun haplotyyppidiversiteetin näennäisen poikkeavuuden, jossa runsaslukuisimmalla (ja muinaisimmalla, ks. alempana) 4R-alleelilla on pienin nukleotididiversiteetti. Jos rekombinaatio on pääasiallinen monimuotoisuuden aiheuttaja, suurimmalla osalla 4R-4R-rekombinaatiotapahtumista ennustetaan olevan muuttumaton nukleotidisekvenssi. Tällaiset tapahtumat voidaan päätellä vain ulkopuolisten merkkiaineiden rekombinaation perusteella. Ainoastaan silloin, kun tapahtuu rekisterin ulkopuolista rekombinaatiota, syntyy uusia nukleotidisekvenssin (ja pituuden) variantteja (kuva 3). Haplotyyppien monimuotoisuuden havaittu malli on yhdenmukainen pääasiassa ”2-alleelisen” järjestelmän kanssa (4R ja 7R), ja useimmat harvinaisemmat variantit syntyvät rekombinaation tuloksena näistä kahdesta haplotyypistä (kuva 3).

DDRD4:n 7R-alleelin sekvenssiorganisaation epätavallisen luonteen vuoksi, mikä viittaa siihen, että se syntyi harvinaisena mutaatiotapahtumana, halusimme määritellä, esiintyykö LD:ssä eroja 4R- ja 7R-alleelien välillä. Kahden vierekkäisen intronisen SNP:n (G/A-G/C; kuva 1) haplotyyppi voitiin määrittää suoraan, koska ne esiintyivät samassa PCR-tuotteessa, jota käytettiin 48-bpVNTR:n monistamiseen. A-C SNP-parin ja 7R-alleelin välillä havaittiin vahva LD (kuva 3). Yhdeksänkymmentäseitsemän prosenttia 7R-alleeleista oli yhteydessä A-C-SNP-pariin (66 tutkituista 68:sta). Kaksi G-G-SNP:hen liittyvää 7R-alleelia olivat 7R-4R-rekombinanttihaplotyyppejä, jotka määritettiin alun perin DNA-sekvenssianalyysin perusteella (edellä). Sitä vastoin sekä G-G- että A-C-SNP-parit liittyvät DRD4:n 4R-alleeleihin (487 tutkittua alleelia). G-G-pari on kuitenkin yleisin, sillä se edustaa 86,1 % afrikkalaisesta näytteestä mutta jopa 98,6 % aasialaisesta näytteestämme.

Kaikki afrikkalaiset 7R-alleelit liittyivät A-C-haplotyyppeihin, kun taas vain 13,9 % afrikkalaisista 4R-alleeleista liittyi A-C-haplotyyppiin. Useiden simpanssi- ja bonobonäytteiden DNA-sekvenssianalyysi (tietoja ei ole esitetty) osoittaa, että G-G SNP-pari on todennäköisesti esi-isäsekvenssi (kuva 3). Näin ollen näyttää siltä, että alkuperäinen DRD4 7R -alleeli syntyi tällä harvinaisemmalla A-C SNP-taustalla. Näyte 73:sta 2R-, 3R-, 5R- ja 6R-alleelista osoitti suunnilleen yhtä paljon assosiaatioita G-G- ja A-C-SNP:n kanssa, mikä vastaa niiden ehdotettua rekombinaatioperäistä alkuperää sekä 4R- että 7R-alleeleista (kuva 3). Mielenkiintoista on, että kaikki 26 tutkittua aasialaista 2R-alleelin näytettä osoittivat assosiaatioita A-C-SNP:n kanssa, mikä viittaa siihen, että ne ovat peräisin rekombinaatioista, joissa on mukana 7R-alleeleja (kuva 3).

Samankaltaisia tuloksia saatiin kauempana sijaitsevista promoottori- ja eksoni 1:n insertio-/deleetio-polymorfismeista (kuva 1). Tässä tapauksessa assosiaatio johdettiin epäsuorasti aiemmista populaatiotutkimuksistamme (3, 17) saaduista tiedoista ja PCR-analyysistä osajoukosta tässä tutkimuksessa käytetyistä yksilöistä. Niiden 40 näytteen osalta, joista oli saatavilla myös vanhempien DNA:ta ja jotka voitiin genotyypittää näiden merkkiaineiden osalta, vaihe voitiin päätellä suoraan. Pitkän (päällekkäisen) L1-promoottoripolymorfismin (kuva 1) ja 7R-alleelin (kuva 3) välillä havaittiin vahva yhteys, ja 90,8 prosenttia 7R-alleeleista oli yhteydessä L1:een (607 analysoitua alleelia). Sitä vastoin L1-polymorfismi on yhdistetty vain 61,9 prosenttiin 4R-alleeleista (2 102 analysoitua alleelia). Vaikka populaatiokohtaista vaihtelua havaittiin (esimerkiksi enemmän L1-4R-kytkentää kiinalaisissa kuin afrikkalaisissa populaatioissa), yleistä L1-4R-kytkentää havaittiin vain vähän (kuva 3). Läheisempi L2-polymorfismi eksonissa 1 (kuva 1) assosioitui 93,4 %:iin 7R-alleeleista ja 86,4 %:iin 4R-alleeleista, mikä on samankaltainen suhteellinen ero kuin L1-7R- ja L1-4R-assosiaatiossa havaittu ero. L2/S2-polymorfismi on kuitenkin koodaavalla alueella, ja myös selektiiviset rajoitteet saattavat vaikuttaa alleelien esiintymistiheyteen (30).

Tavanomaiset menetelmät näiden alleelien yhteenkietoutumisaikojen arvioimiseksi eivät ole sovellettavissa, kun otetaan huomioon alueen toistuva luonne ja korkea rekombinaatiotaajuus. DRD4 4R- ja 7R-alleelien suhteellisen suureen maailmanlaajuiseen populaatiofrekvenssiin perustuvat alleelien iän laskelmat viittaavat kuitenkin siihen, että nämä alleelit ovat ikivanhoja (>300 000 vuotta vanhoja; viitteet 25 ja 26; ks. menetelmät). Toisaalta havaittuun intraalleeliseen vaihteluun perustuvat alleelin iän laskelmat (viitteet 26 ja 27; ks. menetelmät) viittaavat siihen, että 7R-alleeli on 5-10 kertaa ”nuorempi” (30 000-50 000 vuotta vanha). Näin suuria eroja näillä kahdella menetelmällä laskettujen alleelien ikien välillä pidetään yleensä todisteena siitä, että valinta on nostanut alleelin frekvenssiä korkeammalle tasolle kuin satunnainen geneettinen ajautuminen olettaa (26). Näiden arvioiden absoluuttisiin arvoihin vaikuttavat suuresti niiden laskennassa käytetyt oletukset, esimerkiksi oletettu rekombinaatiotaajuus (26). Olemme käyttäneet konservatiivisia arvioita rekombinaatiotaajuudesta, jotka perustuvat 11p:n 20 megatavun päätepisteessä havaittuun keskiarvoon (31). Kun otetaan huomioon havaittu suuri rekombinaatio tällä lokuksella (taulukko 1 ja kuva 3), on todennäköistä, että 7R-alleelin todellinen ikä on vielä nuorempi, ja LD-analyysin jatkaminen tarkentaa näitä arvioita. Tärkeä johtopäätös on kuitenkin se, että oletetuista parametreista riippumatta 4R- ja 7R-alleelien sisäisen vaihtelun perusteella lasketut suhteelliset ikäerot pysyvät suurina, kun taas niiden populaatiofrekvenssi viittaa siihen, että ne ovat molemmat vanhoja.

Yksinkertaisin hypoteesi, jolla voidaan selittää (i) havaittu vinouma nukleotidimuutoksissa (Ka/Ks), (ii) DRD4 7R -alleelin epätavallinen sekvenssiorganisaatio ja (iii) tätä alleelia ympäröivä voimakas LD, on se, että 7R-alleeli syntyi harvinaisena mutaatiotapahtumana (tai -tapahtumina), joka kuitenkin lisääntyi korkeaan taajuuteen positiivisen valinnan avulla. Edullisilla alleeleilla kestää yleensä kauan saavuttaa 0,1:n frekvenssi, minkä jälkeen ne kasvavat nopeasti korkeisiin frekvensseihin (>0,9). Vaikka on mahdollista, että havaitsemme erittäin edullisen 7R-alleelin hiljattaisen laajentumisen, ehdotamme, että on todennäköisempää, että tämä kahden alleelin DRD4-järjestelmä (kuva 3) on esimerkki tasapainoisesta valinnasta. Tällainen valinta saattaa olla ihmisen genomissa yleisempää kuin yleisesti ajatellaan (24). Tasapainotetun valinnan mallissa ehdotetaan, että sekä 4R- että 7R-alleelit säilyvät korkeilla frekvensseillä ihmispopulaatioissa. Tällaiselle tasapainoiselle valinnalle voidaan ehdottaa erilaisia mekanismeja, jotka vaihtelevat heterotsygoottiedusta taajuudesta riippuvaan valintaan (24). Evolutiivisen peliteorian (32) mukaan tietynlaisen persoonallisuuden evolutiivinen hyöty riippuu olemassa olevasta persoonallisuustyyppien jakaumasta. Esimerkiksi korkea aggressiivisuus voi johtaa korkeaan kuntoon, jos lähes kaikki ovat nöyriä, mutta saattaa johtaa alhaiseen kuntoon, jos se on hyvin yleistä, koska aggressiiviset yksilöt kärsisivät usein esiintyvien konfliktien aiheuttamista seuraamuksista. Tämäntyyppisen taajuusriippuvaisen valinnan voisi olettaa koskevan monia psykologisen vaihtelun tyyppejä, mukaan lukien ne, jotka liittyvät juuri tähän välittäjäainereseptoriin (4-9).

Vaihtoehtoiset selitykset ehdotetulle positiiviselle valinnalle, kuten viimeaikaiset satunnaiset pullonkaulat, populaatioiden laajeneminen ja/tai populaatioiden sekoittuminen (24), ovat vähemmän todennäköisiä selittämään havaittuja tuloksia. Pullonkauloja on varmasti esiintynyt ihmisen muuttoliikkeen ja evoluution aikana (33-35), ja ne ovat epäilemättä vaikuttaneet nykyiseen maailmanlaajuiseen DRD4-alleelifrekvenssiin. Lukuisat muita geenejä koskevat populaatiotutkimukset (24, 33, 35) ovat osoittaneet, että alleelien monimuotoisuus (ja LD:n lisääntyminen) on todennäköisesti supistunut ”Afrikan ulkopuolella”. Tässä tutkimuksessa afrikkalaisilla DRD4 4R-alleeleilla havaittiin suurempi monimuotoisuus (ja alhaisempi LD) verrattuna muuhun väestönäytteeseemme, mikä on sopusoinnussa out-of-Africa-hypoteesin kanssa (24). Vaikka voitaisiinkin väittää, että 7R-alleelien frekvenssi lisääntyi sattumalta Afrikasta lähteneen levittäytymisen aikana, tämä teoria ei selitä afrikkalaisten 7R-alleelien epätavallisen vähäistä monimuotoisuutta. Yleisintä L1L2-7R(1-2-6-5-2-5-4)-A-C-haplotyyppiä (kuva 3) esiintyy vastaavilla frekvensseillä kuin maailmanlaajuisesti (>85 %). On vaikea kuvitella, minkälainen pullonkaula voisi johtaa tällaisiin tuloksiin, toisin sanoen vahvaan maailmanlaajuiseen LD:hen yhden alleelin (DRD4 7R) osalta, mutta vähäiseen LD:hen muiden alleelien osalta. Malli, joka on yhdenmukainen havaittujen tulosten kanssa, on ”heikko Eedenin puutarhan” hypoteesi (24), jossa DRD4 4R -alleelin oletetaan olevan muinainen ja esiintyvän alkuperäispopulaatioissa, kun taas 7R-alleeli levisi Afrikasta (ja Afrikkaan) suuntautuneen ekspansioinnin myötä. Tällaisessa heikossa Eedenin puutarhan hypoteesissa DRD4 7R -alleelin positiivista valikoitumista on edelleen ehdotettava.

Vaikka ehdotamme, että viimeaikainen mutaatioperä ja positiivinen valikoituminen selittävät parhaiten DRD4 7R -alleelia koskevat tiedot, toista mahdollisuutta ei voida sulkea pois. Kun otetaan huomioon erittäin epätodennäköiset rekombinaatio-/mutaatiotapahtumat, joita tarvitaan 7R-alleelin synnyttämiseksi 4R-alleelista, harkitsemisen arvoinen mahdollisuus on tämän alleelin tuonti läheisesti sukua olevasta hominidilinjasta. Sitä, mikä sukulinja se voisi olla, voidaan vain arvailla, mutta neandertalinihmisiä esiintyi suunnilleen 7R-alleelin syntyajankohtana. Tämän mallin mukaan 4R- ja 7R-alleelien yhteensulautumisaika olisi siis ikivanha, ja tuonti olisi tapahtunut vasta hiljattain LD:n perusteella mitattuna. Kokeellinen lisätyö voi luonnollisesti selventää näitä spekulaatioita.

DRD4-lookuksen osalta on epätodennäköistä, että viereisen geenin valinta voisi selittää ehdotetun valinnan, kun otetaan huomioon itse DRD4 7R-alleelin erilainen ja epätavallinen DNA-sekvenssi. Jos DRD4 7R -alleeli on syntynyt ≈40 000 vuotta sitten, voidaan kysyä, mitä ihmiskunnan historiassa tapahtui tuolloin? On houkuttelevaa spekuloida, että tuohon aikaan tapahtunut ihmisten suuri ekspansio, radikaalin uuden teknologian ilmaantuminen (ylempi paleoliittinen kausi) ja/tai maanviljelyn kehittyminen (24) voisivat liittyä DRD4 7R -alleelin frekvenssin lisääntymiseen. Ehkäpä laajentumista (ja osittaista korvautumista) ajoivat yksilöt, joilla oli sellaisia persoonallisuuden piirteitä kuin uutuuksien etsiminen, sinnikkyys jne. On esitetty spekulaatiota, jonka mukaan muuttoliike voisi selittää nykyisen 7R-alleelijakauman (34). Tällaisen fenotyyppisen valinnan lisäksi myös seksuaalinen valinta voisi toimia. Kuten Darwin alun perin määritteli (36), ”mikä tahansa etu, joka tietyillä yksilöillä on muihin samaa sukupuolta oleviin ja samaa lajia edustaviin yksilöihin nähden yksinomaan lisääntymisen kannalta”, johtaa jälkeläisten lisääntymiseen. Jos yksilöillä, joilla on DRD4 7R -alleeli, on persoonallisuuden/kognitiivisia piirteitä, jotka antavat heille etua (useita seksikumppaneita, suurempi todennäköisyys parinvalintaan jne.), tämän alleelin esiintymistiheys kasvaa nopeasti kulttuurimiljööstä riippuen. Ehkä kulttuurierot voivat selittää osan havaituista eroista DRD4 7R -alleelin frekvenssissä (3). On selvää, että DRD4-valinnan tarkan luonteen ja sen biokemiallisen ja käyttäytymisperustan määrittäminen vaatii vielä lisäkokeita. Viimeaikaiset kokeet, jotka osoittavat, että ADHD:tä sairastavat henkilöt, joilla on tämä epätavallinen DRD4 7R -alleeli, suoriutuvat normaalisti kriittisistä neuropsykologisista tarkkaavaisuustesteistä verrattuna muihin ADHD-koehenkilöihin (6), viittaavat vain yhteen monista tulevista tutkimusalueista.

Voidaan kysyä, miksi alleeli, joka näyttää läpikäyneen voimakkaan positiivisen valinnan ihmispopulaatioissa, on nyt kuitenkin suhteettoman laajasti edustettuna yksilöissä, joilla on diagnosoitu ADHD. Yhteinen variantti/yleinen häiriö -hypoteesissa (16) ehdotetaan, että yleinen geneettinen variaatio liittyy yleiseen sairauteen joko siksi, että sairaus on uuden ympäristön tuote (niin että häiriöön liittyviä genotyyppejä ei ole aiemmin eliminoitu), tai siksi, että häiriöllä on vähäisiä vaikutuksia kuntoon (koska se puhkeaa myöhään). Varhain puhkeavien häiriöiden (kuten autismi, ADHD jne.) osalta ehdotamme, että on mahdollista, että altistavat alleelit ovat itse asiassa positiivisen valinnan alaisia ja aiheuttavat haitallisia vaikutuksia vain yhdistettynä muihin ympäristöllisiin/geenisiin tekijöihin. Tässä yhteydessä on mahdollista, että aiemmat valikoivat rajoitukset eivät enää vaikuta tähän geeniin. On kuitenkin mahdollista myös spekuloida, että juuri ne piirteet, joita DRD4 7R -alleelin omaavilla henkilöillä saattaa olla valittuna, saattavat altistaa sellaiselle käyttäytymiselle, jota pidetään sopimattomana tyypillisessä luokkahuoneympäristössä ja joka näin ollen diagnosoidaan ADHD:ksi.