211service.com
Nowa technika mapowania mózgu rejestruje każde połączenie między neuronami
Ludzki mózg jest jednym z największych niezbadanych terytoriów we wszechświecie. I jak w przypadku każdej tajemniczej krainy, sekret jej zrozumienia zaczyna się od dobrej mapy.
Neuronaukowcy zrobili teraz ogromny krok w kierunku mapowania połączeń między neuronami w mózgu za pomocą kawałków materiału genetycznego do kodowania kreskowego każdej komórki mózgowej. Technika, zwana MAP-seq, może pomóc naukowcom w badaniu zaburzeń, takich jak autyzm i schizofrenia, w bezprecedensowych szczegółach.
Mamy podstawę dla zupełnie nowej technologii z miliardami zastosowań, mówi Anthony Zador, neurobiolog z Cold Spring Harbor Laboratory, który wymyślił tę technikę.
Obecne metody mapowania połączeń neuronalnych, znane jako konektom mózgu, zwykle polegają na białkach fluorescencyjnych i mikroskopach do wizualizacji komórek, ale są pracochłonne i trudno jest śledzić połączenia wielu neuronów jednocześnie.
Mamy podstawę dla zupełnie nowej technologii z miliardami zastosowań.
MAP-seq działa najpierw poprzez tworzenie biblioteki wirusów zawierających randomizowane sekwencje RNA. Ta mieszanina jest następnie wstrzykiwana do mózgu i około jednego wirusa wnika do każdego neuronu w obszarze wstrzyknięcia, nadając każdej komórce unikalny kod kreskowy RNA. Mózg jest następnie krojony i krojony w porządne sekcje w celu przetworzenia. Sekwencer DNA odczytuje kody kreskowe RNA, a naukowcy tworzą macierz połączeń, która pokazuje, w jaki sposób poszczególne neurony łączą się z innymi regionami mózgu.
Nowo opublikowane badanie, które ukazuje się w czwartek w czasopiśmie Neuron , śledzi rozległe połączenia wychodzące z 1000 neuronów myszy w regionie mózgu zwanym miejscem sinawym, aby pokazać, że technika działa. Ale Zador mówi, że wyniki faktycznie godzą wcześniej sprzeczne ustalenia dotyczące tego, jak te neurony łączą się w mózgu.
Justus Kebschull, który pracował z Zadorem przy opracowywaniu MAP-seq, mówi, że technika jest coraz lepsza. Teraz mapujemy 100 000 komórek na raz, w ciągu jednego tygodnia, w jednym eksperymencie, mówi. Wcześniej było to możliwe tylko wtedy, gdy umieścisz Twój pracy w.
Zarówno autyzm, jak i schizofrenia są postrzegane jako zaburzenia, które mogą wynikać z dysfunkcyjnej łączności mózgu. Być może istnieją setki mutacji genetycznych, które mogą nieznacznie zmienić okablowanie mózgu w miarę jego rozwoju. Patrzymy na modele myszy, w których coś jest zepsute. A teraz, gdy metoda jest tak szybka, możemy przyjrzeć się wielu modelom myszy, mówi Kebschull. Naukowcy spodziewają się, że porównując obwody mózgowe myszy z różnymi genami kandydującymi na autyzm, uzyskają nowy wgląd w tę chorobę.
Myślę, że jest to świetna metoda, która ma dużo miejsca do rozwoju, mówi Je Hyuk Lee, biolog molekularny z Cold Spring Harbor Laboratory, który nie był częścią badania MAP-seq. Chociaż inne grupy stosowały podobne kody kreskowe do badania indywidualnych różnic między komórkami, nikt nie wiedział, czy kody kreskowe będą w stanie podróżować wzdłuż połączeń neuronalnych w mózgu. To było przypuszczenie, ale nigdy nie pokazano, zwłaszcza nie na taką skalę, mówi Lee.
Zador mówi, że na razie tylko jego laboratorium koduje mózg, ale ma nadzieję, że inni zaczną używać MAP-seq do tworzenia wykresów obwodów mózgowych. Ponieważ koszty sekwencjonowania wciąż spadają, możemy sobie wyobrazić zrobienie tego szybko i tanio, powiedział. Może więc nie potrwać długo, zanim pełna mapa mózgu będzie gotowa do użycia przez pierwszego odkrywcę.