Gli scienziati ottengono la visualizzazione senza precedenti dello sviluppo del cervello attraverso la mappa genomica ad alta definizione

I ricercatori all'ospedale della ricerca dei bambini della st Jude hanno creato un database massiccio dei cambiamenti nell'attività di gene di diverse celle nel cervelletto durante lo sviluppo embrionale e subito dopo della nascita. L'analisi di migliaia di cellule cerebrali isolate dai mouse offre a ricercatori una mappa ad alta definizione che permette agli scienziati di osservare le celle genomiche dettagliate dei cambiamenti subisce mentre il cervelletto collega i sui circuiti elettricamente neurali. La ricerca non solo aiuterà la conoscenza di base dello sviluppo del cervello, ma egualmente fornisce le fondamenta per la comprensione delle origini cellulari dei disordini del cervello causati dagli errori in via di sviluppo. Questi difetti anatomici includono la sindrome di Joubert, la malformazione del Da dandy-Camminatore e l'ipoplasia pontocerebellar. Il database permetterà agli studi futuri che rintracciano le origini cellulari dei tumori cerebrali di infanzia quali il medulloblastoma, il astrocytoma e l'ependimoma.

I ricercatori universalmente possono interagire con i dati tramite st Jude dell'interfaccia ha creato Cell Seek chiamata.

I risultati compaiono oggi nella biologia della corrente del giornale. La ricerca piombo gli autori da John co-corrispondente Easton, Ph.D., del dipartimento di biologia di calcolo; Paul Northcott, Ph.D., del dipartimento di neurobiologia inerente allo sviluppo; e Charles Gawad, M.D., Ph.D., dei dipartimenti di oncologia e di biologia di calcolo.

Sebbene il cervelletto costituisca soltanto circa 10 per cento del volume del cervello in esseri umani, contiene più della metà di tutte le cellule nervose nel sistema nervoso centrale. Il cervelletto è egualmente un centro di controllo chiave del cervello, una funzione di motore coordinata e le più alte funzioni governanti quale l'attenzione e un trattamento di linguaggio e spaziale.

Nella loro ricerca, Easton, Northcott, Gawad ed i loro colleghi hanno usato una tecnologia d'ordinamento genetica chiamata RNA-seguente unicellulare per misurare l'attività continuamente cambiante dei geni in singole cellule cerebrali isolate dai mouse embrionali e neonati. I ricercatori hanno ordinato il RNA perché il livello di tale RNA riflette il livello di attività di gene, o “l'espressione,„ nella cella. Il RNA funge da modello per costruire le proteine che sono le particelle elementari delle celle.

La maggior parte dei tali studi inerenti allo sviluppo del cervello precedente hanno analizzato i cambiamenti nelle miscele dei tipi differenti della cellula cerebrale o hanno studiato un numero limitato dei geni. Tuttavia, i ricercatori della st Jude hanno analizzato l'espressione genica in una vasta schiera dei geni in ciascuno dei tipi delle cellule presenti nel cervello di sviluppo del mouse.

Per compilare i loro dati, gli scienziati hanno eseguito le analisi RNA-seguenti di 39.245 cellule cerebrali durante i 12 punti di volta dello sviluppo del cervello. I 12 punti di volta--una sequenza dei giorni durante lo sviluppo del cervello--erano ben noto come fasi quando le cellule cerebrali acerbe “decidono„ di svilupparsi nelle celle specializzate mature.

“Che cosa abbiamo fatto è acquistano i profili globali di espressione di diverse celle senza usando alcuna conoscenza priore. Ciò ha ammesso noi di studiare quanti tipi delle cellule là sono ad un punto specifico dello sviluppo e come sono riferiti l'un l'altro in un modo molto meno polarizzato che le strategie precedenti,„ Gawad ha detto. “Se possiamo catturare le celle in questi stati inerenti allo sviluppo differenti, possiamo cominciare a capire le malattie pediatriche che accadono come conseguenza dello sviluppo cerebellare anormale.„

“Inoltre, poiché la maggior parte dei tumori cerebrali in bambini piccoli si presentano nella regione cerebellare, questo ci aiuterà ad identificare le celle dell'origine per i tumori cerebrali differenti e sottotipi di tumore cerebrale,„ ha detto.

Per dimostrare il loro database, i ricercatori hanno rintracciato l'espressione genica in un tipo di cellula cerebrale acerba chiamato una cella glutamatergic del progenitore mentre “ha deciso„ che tipo di cellula cerebrale matura da diventare. La loro analisi ha rivelato che il punto di decisione è stato caratterizzato dalle onde dell'attivazione dei geni di lastra-control chiamati fattori di trascrizione che regolamentano altri geni.

“Questa analisi ci ha indicato che che il programma inerente allo sviluppo per queste celle era ancor più complesso che precedentemente abbiamo apprezzato,„ Gawad ha detto. L'individuazione apre la porta per una comprensione più profonda del tipo ed ordine dei trattamenti genetici che determinano la maturazione di queste cellule, ha detto.

L'interfaccia di ricerca delle cellule permetterà ai ricercatori universalmente di spigolare la comprensione nello sviluppo del cervello dai dati, Gawad ha detto.

“Questi generi di dati non sarebbero altrimenti accessibili a molti laboratori, poichè sono ancor più complessi analizzare che il RNA tradizionale che ordina i dati,„ lui hanno detto.

“Abbiamo voluto sviluppare un'interfaccia di facile impiego che ha permesso che i laboratori senza capacità di bioinformatica estraessero i dati,„ Gawad abbiamo detto. “Con la ricerca delle cellule, possono tenere la carreggiata facilmente i trattamenti che inerenti allo sviluppo sono interessati dentro ed usare le comprensioni per informare i loro esperimenti per studiare lo sviluppo e la malattia cerebellari.„

Altri ricercatori della st Jude già stanno utilizzando la ricerca delle cellule nei loro studi sia sullo sviluppo normale che sulla formazione del cancro di infanzia.

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