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A aproximação nova dá introspecções novas na formação de neurônios no cérebro adulto mamífero

Uma equipe dos pesquisadores na faculdade de Baylor da medicina, do instituto do coração de Texas e do hospital de crianças de Texas desenvolveu uma aproximação nova poderosa para compreender a formação de neurônios novos no cérebro adulto mamífero. Publicado nos relatórios da pilha do jornal, este trabalho abre os caminhos novos de excitação que podem mais ser desenvolvidos para reparar circuitos funcionando mal do cérebro.

“O cérebro mamífero é um tecido complexo compor de tipos diversos da pilha. Contudo, apesar dos avanços rápidos no campo da neurociência, somente um número limitado de pilha dactilografa o cérebro é sabido dentro e bem-caracterizado,” disse o Dr. Benjamin Arenkiel do autor principal, professor adjunto da genética molecular e humana e da neurociência na faculdade de Baylor da medicina e do investigador no janeiro e no instituto de investigação neurológico de Dan Duncan no hospital de crianças de Texas. “Identificar todos os subtipos celulares é crucial a desembaraçar como os circuitos do cérebro funcionam e renderão introspecções na actividade de cérebro sob circunstâncias doentes e feridas.”

Neste estudo, Arenkiel e seus colegas descreveram uma aproximação inovativa que identificasse alvos celulares novos e os caminhos genéticos envolvidos na fiação dos neurônios adulto-nascidos em circuitos existentes do cérebro.

Os pesquisadores sabem agora que o cérebro não está compor apenas de quatro ou cinco tipos da pilha que executam papéis genéricos. A maioria de circuitos consistem em subtipos originais das pilhas, muitas de que seja actualmente Arenkiel uncharacterized, explicado. Por exemplo há possivelmente uns milhares de subtipos funcionais dentro de uma classe particular de neurônios.

“Conseqüentemente, a primeira tarefa começar a compreender circuitos do cérebro é identificar todos os jogadores celulares,” disse Arenkiel, que igualmente é um erudito de McNair na faculdade de Baylor da medicina. “Isto permitiria que nós sondassem-nos genetically para revelar suas funções biológicas, um conhecimento necessário para fixar estes circuitos quando algo vai mal.”

Em a maioria de mamíferos adultos, somente duas regiões do cérebro, o hipocampo e o bulbo olfactivo (OB), foram mostrados para integrar os neurônios novos em circuitos existentes do cérebro. Arenkiel juntou-se a forças com o Dr. co-correspondente James Martin do autor, o professor e o Vivian L. Smith Cadeira na medicina regenerativa na faculdade de Baylor da medicina e do director do laboratório da renovação de Cardiomyocyte no instituto do coração de Texas. A equipe aplicou relativamente uma nova tecnologia, único RNA da pilha que arranja em seqüência, para identificar subtipos celulares novos no OB.

Para executar o único RNA da pilha que arranja em seqüência, Burak Tepe, um aluno diplomado no laboratório de Arenkiel e um dos autores preliminares deste papel, e de colegas prepararam uma suspensão da único-pilha dissociando o tecido de cérebro usando enzimas. Esta mistura foi classificada em uma câmara microfluidic em que cada pilha co-foi encapsulada nas micropartícula (grânulos) com códigos de barras originais que se mantiveram a par da origem celular de cada transcrito do mRNA.

Usando esta estratégia de perfilamento, geraram cuidadosa uma biblioteca de transcritos do mRNA para 50.000 pilhas no OB. Esta informação revelou que o OB compreende aproximadamente 30 tipos diferentes da pilha que incluíram 18 tipos diferentes de neurônios, assim como muitas outras pilhas não-neuronal tais como as pilhas dos astrocytes, dos oligodendrocytes, as vasculares e as imunes.

Adicionalmente, a equipe descobriu os genes e/ou os caminhos que são "ON" ou "OFF" cronologicamente girado nestas linhagens durante a revelação do cérebro. Este estudo leverages a potência combinada do RNA da único-pilha que arranja em seqüência a análise dos neurônios adulto-nascidos com bioinformática para comparar como os perfis da expressão genética das linhagens neuronal diferentes progridem ao longo do tempo.

Este método poderoso permitiu que os pesquisadores recreiem uma trajectória desenvolvente putativo (o “pseudo--espaço temporal”) de todas as linhagens neuronal no OB - de migrar ancestral neurais aos neurônios maduros inteiramente de funcionamento - junto com a informações detalhadas de quando e onde os genes específicos ou as redes genéticas são "ON" girado ou “fora.” Consistente com o isto, pesquisadores encontrou que os subtipos específicos dos neurônios diferencial estiveram enriquecidos ou esgotados em resposta às sugestões sensoriais distintas.

“Além do que a identificação de actores importantes e o fornecimento de introspecções mecanicistas cruciais no neurogenesis adulto em OB, nós pensamos que este estudo tem um impacto mais largo porque outros pesquisadores podem agora usar esta aproximação para identificar para fora e amolar a função de circuitos neuronal novos em outras partes do cérebro mamífero adulto,” Arenkiel disse.