Los científicos consiguen la vista sin precedente del revelado del cerebro a través de mapa genomic de alta resolución

Los investigadores en el hospital de la investigación de los niños del St. Jude han creado una base de datos masiva de los cambios en la actividad de gen de células individuales en el cerebelo durante el revelado embrionario e inmediatamente después de nacimiento. El análisis de millares de neuronas aisladas de ratones ofrece a investigadores un mapa de alta resolución que permita a científicos ver las células genomic detalladas de los cambios experimente mientras que el cerebelo alambra su conjunto de circuitos de los nervios. La investigación no sólo ayudará a la comprensión básica del revelado del cerebro, pero también ofrece un asiento para entender los orígenes celulares de los desordenes del cerebro causados por desvíos en el revelado. Estos defectos anatómicos incluyen el síndrome de Joubert, la malformación del Excelente-Caminante y la hipoplasia pontocerebelar. La base de datos habilitará los estudios futuros que trazan los orígenes celulares de los tumores cerebrales de la niñez tales como medulloblastoma, astrocytoma y ependimoma.

Los investigadores por todo el mundo pueden obrar recíprocamente con los datos vía un St. Jude del interfaz han creado a Cell llamada Seek.

Las conclusión aparecen hoy en la biología de la corriente del gorrón. La investigación fue llevada por autores Juan co-correspondiente Easton, Ph.D., del departamento de la biología de cómputo; Paul Northcott, Ph.D., del departamento de la neurobiología de desarrollo; y Charles Gawad, M.D., Ph.D., de los departamentos de la oncología y de la biología de cómputo.

Aunque el cerebelo constituya el solamente cerca de 10 por ciento de volumen del cerebro en seres humanos, contiene más que la mitad de todas las células nerviosas en el sistema nervioso central. El cerebelo es también un centro de mando dominante del cerebro, una función de motor que coordina y funciones más altas de regulación automático tales como atención, y un tratamiento espacial y de lenguas.

En su investigación, Easton, Northcott, Gawad y sus colegas utilizaron una tecnología de secuencia genética llamada ARN-seq unicelular para medir la actividad continuamente cambiante de genes en las únicas neuronas aisladas de ratones embrionarios y recién nacidos. Los investigadores ordenaron el ARN porque el nivel de tal ARN refleja el nivel de actividad de gen, o la “expresión,” en la célula. El ARN actúa como el patrón para construir las proteínas que son los bloques huecos de células.

La mayoría de los tales estudios de desarrollo del cerebro anterior analizaban cambios en las mezclas de diversos tipos de la neurona o estudiaron un número limitado de genes. Sin embargo, los investigadores del St. Jude analizaban la expresión génica en un arsenal extenso de genes en cada uno de los tipos de la célula presentes en el cerebro del ratón que se convertía.

Para compilar sus datos, los científicos realizaron análisis ARN-seq de 39.245 neuronas durante 12 puntos del tiempo del revelado del cerebro. Los 12 puntos del tiempo--una serie de días durante el revelado del cerebro--eran bien sabido como escenarios cuando las neuronas no maduras “deciden” convertirse en las células especializadas maduras.

“Qué hemos hecho es detectan perfiles globales de la expresión de células individuales sin usar ningún conocimiento anterior. Esto ha admitido nos estudiar cuántos tipos de la célula allí están en un punto específico del revelado y cómo se relacionan el uno al otro de una manera mucho menos en polarización negativa que estrategias anteriores, a” Gawad dijo. “Si podemos capturar las células en estos diversos estados de desarrollo, podemos comenzar a entender las enfermedades pediátricas que suceso como resultado del revelado cerebeloso anormal.”

“También, puesto que la mayoría de los tumores cerebrales en niños jovenes ocurren en la región cerebelosa, esto nos ayudará a determinar las células del origen para diversos tumores cerebrales y los subtipos del tumor cerebral,” él dijo.

Para demostrar su base de datos, los investigadores trazaron la expresión génica en un tipo de neurona no madura llamado una célula glutamatergic del progenitor mientras que “decidía” qué tipo de neurona madura a convertirse. Su análisis reveló que el punto de decisión fue caracterizado por las ondas de la activación de los genes del capitán-mando llamados los factores de la transcripción que regulan otros genes.

“Este análisis nos mostró que el programa de desarrollo para estas células era aún más complejo que apreciamos previamente,” Gawad dijo. El encontrar abre la puerta para una comprensión más profunda del tipo y orden de los procesos genéticos que impulsan la maduración de estas células, él dijo.

El interfaz de la búsqueda de la célula permitirá a investigadores por todo el mundo espigar discernimiento en el revelado del cerebro de los datos, Gawad dijo.

“Estas clases de datos no serían de otra manera accesibles a muchos laboratorios, pues son aún más complejas analizar que el ARN tradicional que ordena datos,” él dijeron.

“Quisimos construir un interfaz fácil de usar que permitió que los laboratorios sin capacidad de la bioinformática minaran los datos,” Gawad dijimos. “Con búsqueda de la célula, pueden rastrear fácilmente los procesos de desarrollo que están interesados hacia adentro y utilizar los discernimientos para informar a sus experimentos para estudiar el revelado y la enfermedad cerebelosos.”

Otros investigadores del St. Jude están utilizando ya búsqueda de la célula en sus estudios del revelado normal y de la formación del cáncer de la niñez.

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