Naukowcy stworzyli jak dotąd najbardziej szczegółową mapę dorosłego mózgu, ukazującą rozmieszczenie i funkcje 3300 różnych typów komórek mózgowych.
Komórki Purkinjego, duże neurony w móżdżku, znajdują się z tyłu i na dole mózgu. Zdjęcie: Steve Gschmeissner/Science Photo Library
Nowe badania mapujące ludzkie komórki mózgowe zostały opublikowane 12 października w formie 21 artykułów w trzech czasopismach: „Science”, „Science Advances ” i „Science Translational Medicine ”. „To nie tylko atlas; to naprawdę otwiera zupełnie nowe możliwości, pozwalające na obserwację mózgów zwierząt z niezwykle wysoką rozdzielczością komórkową, co wcześniej nie było możliwe” – powiedział Ed Lein, neurobiolog z Allen Institute for Brain Science i główny autor pięciu artykułów.
Nowe badania przeprowadzono w ramach dużego projektu realizowanego przez amerykańskie Narodowe Instytuty Zdrowia (NIH). Projekt, rozpoczęty w 2017 roku, miał na celu skatalogowanie komórek w mózgach myszy, ludzi i naczelnych.
Zmapowane komórki obejmują neurony – komórki mózgowe, które komunikują się za pomocą sygnałów elektrycznych i chemicznych – oraz inne komórki w mniej więcej równej liczbie. Mózg dorosłego człowieka zawiera około 86 miliardów neuronów (plus minus 8 miliardów) i około 84 miliardów innych komórek.
Zespół naukowców wykorzystał techniki transkrypcyjne do skatalogowania całego RNA w każdej komórce. RNA to cząsteczka genetyczna, która zawiera instrukcje dotyczące wytwarzania białek i wykonywania kilku innych ważnych zadań. Wykorzystali również techniki epigenetyczne do zbadania sygnałów chemicznych zlokalizowanych na powierzchni DNA i kontrolowania sposobu wykorzystywania genów. Poszczególne badania objęte projektem obejmowały dane pochodzące z setek tysięcy, a nawet milionów komórek mózgowych.
Łącząc te techniki, zespół badawczy stworzył mapy komórkowe rozwijającego się i dorosłego mózgu człowieka, a także mózgów kilku innych grup naczelnych, takich jak małpy saimiri ( Callithrix ) i makaki ( Macaca ). Na tej podstawie badacze byli w stanie bezpośrednio porównać mózgi ludzi i naczelnych, wykazując, że wiele typów komórek w mózgu ludzkim występuje również u szympansów i goryli. Jednak pomimo tych samych typów komórek, aktywność genów tych komórek u ludzi i naczelnych jest bardzo różna, co prowadzi do różnic w koordynacji komórkowej.
Pomimo niespotykanej szczegółowości, mapa ludzkiego mózgu to zaledwie pierwszy szkic zespołu badawczego. Następnie naukowcy chcą rozszyfrować funkcję nowo odkrytych komórek w mózgu, z których wiele znajduje się głęboko w jego strukturze, takiej jak pień mózgu. Chcą również zrozumieć, jak aktywność genów w różnych komórkach przyczynia się do rozwoju chorób neurologicznych.
Thu Thao (według Live Science )
Link źródłowy
Komentarz (0)