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L'approche nouvelle donne des analyses neuves dans la formation des neurones en cerveau adulte mammifère

Une équipe de recherche à l'université de Baylor du médicament, de l'institut de coeur du Texas et de l'hôpital pour enfants du Texas a développé une approche neuve puissante pour comprendre la formation des neurones neufs dans le cerveau adulte mammifère. Publié dans les états de cellules de tourillon, ce travail ouvre exciter les voies neuves qui peuvent être encore développées pour réparer les circuits de défaut de fonctionnement de cerveau.

« Le cerveau mammifère est un tissu complexe composé de divers types de cellules. Cependant, en dépit des avances rapides dans le domaine de la neurologie, seulement un numéro limité de cellule tape dedans le cerveau sont connus et bien-caractérisé, » a dit M. Benjamin Arenkiel, professeur agrégé d'auteur important de moléculaire et génétique humaine et neurologie à l'université de Baylor du médicament et du chercheur chez janv. et à l'institut de recherches neurologique de Dan Duncan à l'hôpital pour enfants du Texas. Le « recensement de tous les sous-types cellulaires est essentiel à se démêler comment les circuits de cerveau fonctionnent et fourniront des analyses dans l'activité cérébrale dans des conditions malades et blessées. »

Dans cette étude, Arenkiel et ses collègues ont décrit une approche novatrice qui a recensé les objectifs cellulaires nouveaux et les voies génétiques impliqués dans le câblage des neurones adulte-nés dans les circuits existants de cerveau.

Les chercheurs savent maintenant que le cerveau ne se compose pas simplement de quatre ou cinq types de cellules exécutant des rôles génériques. La plupart des circuits se composent de seuls sous-types de cellules, on dont soyez actuel Arenkiel non caractérisé et expliqué. Par exemple il y a probablement des milliers de sous-types fonctionnels dans une classe particulière des neurones.

« Par conséquent, la première tâche de commencer à comprendre des circuits de cerveau est de recenser tous les lecteurs cellulaires, » a dit Arenkiel, qui est également un chercheur de McNair à l'université de Baylor du médicament. « Ceci nous permettrait de les sonder génétiquement pour indiquer leurs rôles biologiques, une connaissance nécessaire pour fixer ces circuits quand quelque chose va mal. »

Dans la plupart des mammifères adultes, seulement deux régions du cerveau, le hippocampe et le bulbe rachidien olfactif (OB), ont été montrés pour intégrer les neurones neufs dans les circuits existants de cerveau. Arenkiel a joint des forces avec M. Co-correspondant James Martin d'auteur, professeur et Vivian L. Smith Chair en médicament régénérateur à l'université de Baylor du médicament et du directeur du laboratoire de renouvellement de Cardiomyocyte à l'institut de coeur du Texas. L'équipe a appliqué une technologie relativement neuve, ARN unicellulaire ordonnançant, pour recenser des sous-types cellulaires nouveaux dans l'OB.

Pour exécuter l'ARN unicellulaire ordonnançant, Burak Tepe, un étudiant de troisième cycle dans le laboratoire d'Arenkiel et un des auteurs primaires de cet article, et de collègues ont préparé une suspension unicellulaire en dissociant le tissu cérébral utilisant des enzymes. Ce mélange a été trié dans une chambre microfluidic dans laquelle chaque cellule Co-a été encapsulée dans les microparticules (talons) avec seuls codes barre qui ont maintenu la lignée cellulaire de chaque transcription d'ARNm.

Utilisant cette stratégie de profilage, ils ont soigneusement produit d'une bibliothèque des transcriptions d'ARNm pour 50.000 cellules dans l'OB. Cette information a indiqué que l'OB comporte approximativement 30 types différents de cellules qui ont compris 18 types différents de neurones, ainsi que beaucoup d'autres cellules non-neuronales telles que des astrocytes, des oligodendrocytes, vasculaire et des cellules immunitaires.

Supplémentaire, l'équipe a découvert les gènes et/ou les voies qui sont "ON" ou "OFF" chronologique tourné dans ces lignées pendant le développement du cerveau. Cette étude influence le pouvoir combiné de l'ARN unicellulaire ordonnançant l'analyse des neurones adulte-nés avec la bio-informatique pour comparer comment les profils d'expression du gène de différentes lignées neuronales progressent au fil du temps.

Cette méthode puissante a permis aux chercheurs de recréer une trajectoire de développement putative (« pseudo-chronologie ») de toutes les lignées neuronales dans l'OB - d'émigrer les ancêtres neuraux aux neurones matures entièrement de fonctionnement - avec les informations détaillées de quand et où les gènes spécifiques ou les réseaux génétiques sont éteints "ON" tourné ou « . » Compatible avec ceci, les chercheurs a trouvé que des sous-types spécifiques de neurones ont été différentiel enrichis ou épuisés en réponse aux caractères indicateurs sensoriels distincts.

« En plus de recenser des acteurs clé et de fournir des aperçus mécanistes essentiels de neurogenesis adulte dans OB, nous pensons que cette étude a un choc plus grand parce que d'autres chercheurs peuvent maintenant employer cette approche pour recenser et taquiner à l'extérieur le fonctionnement des circuits neuronaux neufs dans d'autres parties du cerveau mammifère adulte, » Arenkiel a dit.