Les scientifiques obtiennent la vue sans précédent du développement du cerveau par le plan génomique à haute résolution

Les chercheurs à l'hôpital des recherches des enfants de St Judas ont produit une base de données massive des changements de l'activité de gène de différentes cellules dans le cervelet pendant le développement embryonnaire et juste après la naissance. L'analyse des milliers de cellules du cerveau d'isolement dans des souris offre à des chercheurs un plan à haute résolution qui permet à des scientifiques de voir les cellules génomiques détaillées de modifications subissent pendant que le cervelet câble ses circuits neuraux. La recherche facilitera non seulement la compréhension fondamentale du développement du cerveau, mais fournit également une fondation pour comprendre les lignées cellulaires des troubles cérébraux provoqués par des erreurs à l'étude. Ces anomalies anatomiques comprennent le syndrome de Joubert, la malformation d'Élégant-Déambulateur et l'hypoplasie pontocerebellar. La base de données activera de futures études traçant les lignées cellulaires des tumeurs cérébrales d'enfance telles que le médulloblastome, l'astrocytome et l'épendymome.

Les chercheurs mondiaux peuvent agir l'un sur l'autre avec les caractéristiques par l'intermédiaire d'un St Judas de surface adjacente a produit Cell Seek appelée.

Les découvertes apparaissent aujourd'hui dans la biologie de courant de tourillon. La recherche a été aboutie par les auteurs John Co-correspondant Easton, Ph.D., du service de la bio-informatique ; Paul Northcott, Ph.D., du service de la neurobiologie de développement ; et Charles Gawad, M.D., Ph.D., des services d'oncologie et de la bio-informatique.

Bien que le cervelet constitue seulement environ 10 pour cent de volume de cerveau chez l'homme, il contient plus que la moitié de toutes les cellules nerveuses dans le système nerveux central. Le cervelet est également un centre de contrôle principal de cerveau, un fonctionnement de moteur de combinaison et des fonctionnements plus élevés de gouvernement tels que l'attention, et un traitement linguistique spatial et.

Dans leur recherche, Easton, Northcott, Gawad et leurs collègues ont employé un ARN-seq unicellulaire appelé de ordonnancement génétique de technologie pour mesurer l'activité soutenu changeante des gènes en cellules du cerveau uniques d'isolement dans les souris embryonnaires et nouveau-nées. Les chercheurs ont ordonnancé l'ARN parce que le niveau d'un tel ARN réfléchit le niveau de l'activité de gène, ou la « expression, » dans la cellule. L'ARN agit en tant que matrice pour construire les protéines qui sont les synthons de cellules.

La plupart des telles études de développement de cerveau précédent ont analysé des changements des mélanges de différents types de cellule du cerveau ou ont étudié un numéro limité des gènes. Cependant, les chercheurs de St Judas ont analysé l'expression du gène dans un tableau immense de gènes dans chacun des types de cellules actuels dans le cerveau se développant de souris.

Pour compiler leurs caractéristiques, les scientifiques ont exécuté des analyses ARN-seq de 39.245 cellules du cerveau pendant 12 points de temps de développement du cerveau. Les 12 remarques de temps--une séquence des jours pendant le développement du cerveau--étaient réputés comme étapes quand les cellules du cerveau immatures « décident » de se développer en cellules spécialisées matures.

« Ce qui nous avons fait est acquièrent des profils globaux d'expression de différentes cellules sans employer n'importe quelle connaissance préalable. Ceci a admis nous étudier combien de types de cellules là sont à une remarque spécifique de développement et comment ils sont associés entre eux d'une façon beaucoup moins décentrée que des stratégies précédentes, » Gawad a dit. « Si nous pouvons capter des cellules dans ces différentes conditions de développement, nous pouvons commencer à comprendre les maladies pédiatriques qui se produisent en raison du développement cérébelleux anormal. »

« En outre, puisque la plupart des tumeurs cérébrales chez les jeunes enfants se produisent dans la région cérébelleuse, ceci nous aidera à recenser les cellules d'origine pour différentes tumeurs cérébrales et des sous-types de tumeur cérébrale, » il a dit.

Pour expliquer leur base de données, les chercheurs ont tracé l'expression du gène dans un type de cellule du cerveau immature appelé une cellule glutamatergic d'ancêtre pendant qu'il « décidait » quel type de cellule du cerveau mature à être. Leur analyse a indiqué que la remarque de décision a été caractérisée par des ondes de l'activation des facteurs appelés de transcription de gènes de maître-control qui règlent d'autres gènes.

« Cette analyse nous a prouvé que que le programme de développement pour ces cellules était bien plus complexe que nous avons précédemment apprécié, » Gawad a dit. La conclusion ouvre la trappe pour une compréhension plus profonde du type et commande des procédés génétiques qui pilotent la maturation de ces cellules, il a dit.

La surface adjacente de recherche de cellules permettra à des chercheurs mondiaux de glaner l'analyse dans le développement du cerveau des caractéristiques, Gawad a dit.

« Ces genres de caractéristiques ne seraient pas autrement accessibles à beaucoup de laboratoires, car ils sont bien plus complexes pour analyser que l'ARN traditionnel ordonnançant des caractéristiques, » il ont dit.

« Nous avons voulu établir une surface adjacente facile à utiliser qui a permis à des laboratoires sans capacité de bio-informatique d'extraire les caractéristiques, » Gawad avons dit. « Avec la recherche de cellules, elles peuvent facilement suivre les procédés de développement qu'elles sont intéressées dedans et employer les analyses pour aviser leurs expériences pour étudier le développement et la maladie cérébelleux. »

D'autres chercheurs de St Judas emploient déjà la recherche de cellules dans leurs études de développement normal et de formation de cancer d'enfance.

Source : https://www.stjude.org/media-resources/news-releases/2018-medicine-science-news/high-resolution-genomic-map-gives-scientists-unprecedented-view-of-brain-development.html