Comprender los bloques de construcción celulares del cerebro, incluido el número y la diversidad de tipos de células, es un paso fundamental para comprender la función cerebral. Investigadores del Instituto Allen para la Ciencia del Cerebro han creado una taxonomía detallada de células en la corteza visual del ratón basadasobre la expresión génica unicelular, identificando 49 tipos de células distintas en la colección más grande de neuronas corticales adultas individuales caracterizadas por la expresión génica publicada hasta la fecha. El trabajo aparece este mes en línea en Neurociencia de la naturaleza .
"Estudiar cualquier sistema requiere saber de qué está hecho el sistema", dice Bosiljka Tasic, Ph.D., Investigador Asistente en el Instituto Allen para la Ciencia del Cerebro. "Hay muchas formas de definir los bloques de construcción celular del cerebro. Nuestro enfoquefue observar todos los genes que se expresan en células individuales en la corteza visual del ratón y usar esa información para clasificar las células ".
El equipo desarrolló una técnica para aislar células individuales del cerebro de un ratón adulto y luego obtuvo datos de expresión génica de todo el genoma de estas células individuales. Cada célula expresa miles de genes, lo que hace que el problema de clasificación celular sea una enorme tarea computacional.
"Inicialmente, el problema de clasificar las células es como clasificar Skittles en la oscuridad", dice Vilas Menon, Científico II del Instituto Allen para la Ciencia del Cerebro. "Con los datos de expresión génica unicelular, obtenemos el equivalente del color, otipo, información, pero todavía tenemos que extraerla del conjunto de datos a gran escala. En última instancia, queríamos averiguar cuántos tipos había de manera imparcial y basada en datos ".
Tasic, Menon y su equipo utilizaron técnicas de reducción de dimensiones computacionales, que colapsan genes con patrones de expresión similares en conjuntos de genes. Cuando se analizaron células individuales agrupadas en este espacio de dimensiones inferiores, aparecieron 49 grupos distintos basados en combinaciones únicas de genes queexpreso, incluidos 42 tipos de células neuronales y 7 tipos no neuronales.
"Nuestro córtex humano es lo que da lugar a nuestros pensamientos y percepciones únicos", dice Christof Koch, Ph.D., Presidente y Director Científico del Instituto Allen para la Ciencia del Cerebro. "Tener este tipo de análisis objetivo de tipos celularesen esta región del cerebro es una comprensión básica que necesitamos y proporciona una línea de base para observar otras regiones del cerebro del ratón y también el cerebro humano ".
Los datos de este enfoque de análisis de células individuales concuerdan y complementan el Allen Brain Atlas: un atlas de expresión génica en todo el cerebro del cerebro del ratón
"Nuestra unidad de análisis era una sola célula y todos los genes dentro de cada célula, pero en nuestro proceso, perdimos información espacial fina", dice Tasic. "Pero entonces, pudimos usar nuestro Allen Brain Atlas, que tiene cerebroAnálisis completo de cada gen, un gen a la vez con resolución celular, para localizar con mayor precisión cada tipo de célula. Nuestro trabajo es un paso más hacia la asignación de genes a tipos de células específicos y luego ayudar a investigar qué hacen estos genes, cómo funcionan juntosy cómo finalmente hacen que nuestro sistema nervioso y nosotros quienes somos "
"La categorización de las células en la corteza visual en estos tipos distintos que están marcados por genes específicos nos permitirá comenzar a comprender qué hacen estas células y tipos en el cerebro", dice Hongkui Zeng, Ph.D., Investigador de células yGenética de circuitos en el Instituto Allen para la Ciencia del Cerebro. "A continuación, podemos investigar cómo la expresión génica se correlaciona con las propiedades anatómicas, fisiológicas y funcionales de las células, cómo estos tipos celulares están conectados entre sí y cómo trabajan juntos para procesar ydar sentido a la información visual que el cerebro recibe del mundo exterior. Esto finalmente arrojará luz sobre el funcionamiento interno del cerebro ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto Allen . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cita esta página :