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L'approccio novello dà le nuove comprensioni in formazione di neuroni in cervello adulto mammifero

Un gruppo dei ricercatori all'istituto universitario di Baylor di medicina, dell'istituto del cuore del Texas e dell'ospedale pediatrico del Texas ha sviluppato un nuovo approccio potente per capire la formazione di nuovi neuroni nel cervello adulto mammifero. Pubblicato nei rapporti delle cellule del giornale, questo lavoro apre le nuove vie emozionanti che possono più ulteriormente essere sviluppate per riparare i circuiti funzionanti male del cervello.

“Il cervello mammifero è un tessuto complesso composto di diversi tipi delle cellule. Tuttavia, malgrado gli avanzamenti rapidi nel campo di neuroscienza, soltanto un numero limitato della cella digita dentro il cervello è conosciuto e ben-caratterizzato,„ ha detto il Dott. Benjamin Arenkiel, professore associato dell'autore principale della genetica molecolare ed umana e della neuroscienza all'istituto universitario di Baylor di medicina e del ricercatore a gennaio ed all'istituto di ricerca neurologico di Dan Duncan all'ospedale pediatrico del Texas. “Identificare tutti i sottotipi cellulari è determinante per disfare come i circuiti del cervello funzionano e renderanno le comprensioni in attività di cervello nelle circostanze malate e danneggiate.„

In questo studio, Arenkiel ed i suoi colleghi hanno descritto un approccio innovatore che ha identificato gli obiettivi cellulari novelli e le vie genetiche in questione nei collegamenti dei neuroni adulto-nati nei circuiti attuali del cervello.

I ricercatori ora sanno che il cervello non è composto appena di quattro o cinque tipi delle cellule che eseguono i ruoli generici. La maggior parte dei circuiti consistono dei sottotipi unici delle celle, molte di cui corrente sono atipiche, Arenkiel spiegato. Per esempio ci sono possibilmente migliaia di sottotipi funzionali all'interno di una classe particolare di neuroni.

“Di conseguenza, il primo compito di cominciare a capire i circuiti del cervello è di identificare tutti i giocatori cellulari,„ ha detto Arenkiel, che egualmente è uno studioso di McNair all'istituto universitario di Baylor di medicina. “Questo permetterebbe che noi geneticamente li sondiamo per rivelare le loro funzioni biologiche, una conoscenza necessaria per fissare questi circuiti quando qualcosa va male.„

Nella maggior parte dei mammiferi adulti, soltanto due regioni del cervello, l'ippocampo ed il bulbo olfattivo (OB), sono stati indicati per integrare i nuovi neuroni nei circuiti attuali del cervello. Arenkiel ha unito le forze con il Dott. co-corrispondente James Martin dell'autore, professore e Vivian L. Smith Chair nella medicina a ricupero all'istituto universitario di Baylor di medicina e di Direttore del laboratorio di rinnovo di Cardiomyocyte all'istituto del cuore del Texas. Il gruppo ha applicato relativamente una nuova tecnologia, RNA unicellulare che ordina, per identificare i sottotipi cellulari novelli in OB'.

Per eseguire il RNA unicellulare che ordina, Burak Tepe, un dottorando nel laboratorio di Arenkiel ed uno degli autori primari di questo documento e dei colleghi hanno preparato una sospensione unicellulare dissociando il tessuto cerebrale facendo uso degli enzimi. Questa miscela è stata ordinata in una camera microfluidic in cui ogni cella co-è stata incapsulata in microparticelle (perle) con i codici a barre unici che si sono tenuti al corrente dell'origine cellulare di ogni trascrizione del mRNA.

Facendo uso di questa strategia di delineamento, hanno generato scrupoloso una libreria delle trascrizioni del mRNA per 50.000 celle in OB'. Questi informazioni hanno rivelato che OB'comprende circa 30 tipi differenti delle cellule che hanno compreso 18 tipi differenti di neuroni come pure molte altre celle non di un neurone quali le celle vascolari ed immuni dei astrocytes, dei oligodendrocytes.

Ulteriormente, il gruppo ha scoperto i geni e/o le vie che sono "ON" o "OFF" cronologicamente girato in questi stirpi durante lo sviluppo del cervello. Questo studio fa leva la potenza combinata di RNA unicellulare che ordina l'analisi dei neuroni adulto-nati con bioinformatica per confrontare come i profili di espressione genica dagli stirpi di un neurone differenti progrediscono col passare del tempo.

Questo metodo efficace ha permesso che i ricercatori ricreassero una traiettoria inerente allo sviluppo presunta (“pseudo-cronologia„) di tutti gli stirpi di un neurone in OB'- dalla migrazione dei progenitori neurali ai neuroni maturi completamente di funzionamento - con informazione dettagliata di quando e dove i geni specifici o le reti genetiche sono "ON" girato o “fuori.„ Coerente con questo, i ricercatori ha trovato che i sottotipi specifici dei neuroni differenziale sono stati arricchiti o vuotato stati in risposta alle indicazioni sensitive distinte.

“Oltre all'identificazione degli attori chiave ed a fornire le visioni meccanicistiche cruciali del neurogenesis adulto in OB', pensiamo che questo studio abbia un più vasto impatto perché altri ricercatori possono ora usare questo approccio per identificare e prendere in giro fuori la funzione di nuovi circuiti di un neurone in altre parti del cervello mammifero adulto,„ Arenkiel abbia detto.