211service.com
Jauns smadzeņu kartēšanas paņēmiens fiksē katru savienojumu starp neironiem
Cilvēka smadzenes ir viena no lielākajām atlikušajām neatzīmētajām teritorijām Visumā. Un kā ar jebkuru noslēpumainu zemi, tās izpratnes noslēpums sākas ar labu karti.
Neirozinātnieki tagad ir spēruši milzīgu soli virzienā uz mērķi kartēt savienojumus starp neironiem smadzenēs, izmantojot ģenētiskā materiāla bitus, lai svītrkodētu katru atsevišķu smadzeņu šūnu. Šī metode, ko sauc par MAP-seq, varētu palīdzēt pētniekiem bezprecedenta detalizēti pētīt tādus traucējumus kā autisms un šizofrēnija.
Mēs esam ieguvuši pamatu pilnīgi jaunai tehnoloģijai ar daudzām lietojumprogrammām, saka Entonijs Zadors, Cold Spring Harbor Laboratory neirozinātnieks, kurš izstrādāja šo tehniku.
Pašreizējās neironu savienojumu kartēšanas metodes, kas pazīstamas kā smadzeņu savienotājs, parasti balstās uz fluorescējošiem proteīniem un mikroskopiem, lai vizualizētu šūnas, taču tās ir darbietilpīgas un tām ir grūti sekot līdzi daudzu neironu savienojumiem vienlaikus.
Mums ir pamats pilnīgi jaunai tehnoloģijai ar daudzām lietojumprogrammām.
MAP-seq darbojas, vispirms izveidojot vīrusu bibliotēku, kas satur randomizētas RNS sekvences. Pēc tam šo maisījumu injicē smadzenēs, un katrā injekcijas zonas neironā iekļūst aptuveni viens vīruss, piešķirot katrai šūnai unikālu RNS svītrkodu. Pēc tam smadzenes sagriež šķēlēs un sagriež kubiņos kārtīgās daļās apstrādei. DNS sekvencētājs nolasa RNS svītrkodus, un pētnieki izveido savienojamības matricu, kas parāda, kā atsevišķi neironi savienojas ar citiem smadzeņu reģioniem.
Nesen publicētais pētījums, kas ceturtdien parādās žurnālā Neirons , seko plašām izejošajiem savienojumiem no 1000 peles neironiem smadzeņu reģionā, ko sauc par locus coeruleus, lai parādītu, ka tehnika darbojas. Bet Zadors saka, ka rezultāti faktiski saskaņo iepriekš pretrunīgos secinājumus par to, kā šie neironi savienojas visā smadzenēs.
Justs Kebsčuls, kurš strādāja ar Zador, izstrādājot MAP-seq, saka, ka tehnika kļūst labāka. Viņš saka, ka tagad mēs vienā eksperimentā vienā nedēļā kartējam 100 000 šūnu. Iepriekš tas bija iespējams tikai tad, ja ievietojāt a jūsu no darba iekšā.
Gan autisms, gan šizofrēnija tiek uzskatīti par traucējumiem, kas var rasties no disfunkcionālas smadzeņu savienojamības. Iespējams, ka ir simtiem ģenētisku mutāciju, kas var nedaudz mainīt smadzeņu elektroinstalāciju, kad tās attīstās. Mēs skatāmies uz peļu modeļiem, kur kaut kas ir saplēsts. Un tagad, kad šī metode ir tik ātra, mēs varam apskatīt daudzus peļu modeļus, saka Kebschul. Salīdzinot peļu smadzeņu shēmas ar dažādiem autisma kandidātgēniem, pētnieki sagaida, ka viņi iegūs jaunu ieskatu stāvoklī.
Es domāju, ka tā ir lieliska metode, kurai ir daudz iespēju augt, saka Dže Hyuk Lee, Cold Spring Harbor Laboratory molekulārais biologs, kurš nebija MAP-seq pētījuma dalībnieks. Lai gan citas grupas ir izmantojušas līdzīgu svītrkodu, lai pētītu individuālās atšķirības starp šūnām, neviens nezināja, vai svītrkodi spēs pārvietoties pa neironu savienojumiem visā smadzenēs. Tas tika pieņemts, bet nekad netika parādīts, it īpaši ne šādā mērogā, saka Lī.
Zadors saka, ka šobrīd viņa laboratorija ir vienīgā, kas kodē smadzenes, taču viņš cer, ka citi sāks izmantot MAP-seq, lai attēlotu smadzeņu shēmas. Tā kā sekvencēšanas izmaksas turpina kristies, mēs varam iedomāties, ka to var izdarīt ātri un lēti, viņš teica. Tāpēc var nebūt ilgs laiks, līdz pilnīga smadzeņu karte būs gatava pirmajam pētniekam.