一项新技术揭示了新生大脑神经元的基因起源
我们的大脑是不同类型神经元的家园,每一种神经元都有自己的基因特征来定义它们的功能。这些神经元来源于祖细胞,祖细胞是一种特化的干细胞,具有分裂产生神经元的能力。今天,来自日内瓦大学医学院(UNIGE)的神经科学家阐明了允许祖细胞产生神经元的机制。通过开发一种名为FlashTag的新技术,他们可以在神经元出生的那一刻分离并可视化神经元,他们已经破译了构建神经元的基本遗传密码。这一发现今天发表在科学,不仅可以了解我们的大脑是如何发育的,还可以了解如何使用这些代码从干细胞中重建神经元。研究人员现在将能够更好地理解自闭症和精神分裂症等神经系统疾病的潜在机制。
在日内瓦大学医学院基础神经科学系的神经科学家和神经学家Denis Jabaudon的指导下,研究人员开发了一种名为FlashTag的可视化技术神经元当他们出生的时候。使用这种方法,在一个前体分裂的时刻,用荧光标记标记它,并持续存在于它的后代中。然后科学家就可以可视化和分离新生神经元为了动态观察哪些基因在它们存在的最初几个小时内被表达出来。随着时间的推移,他们可以研究它们的进化和变化基因表达.以前,我们只有几张照片来重建神经元的历史,这给我们留下了很多猜测的空间。多亏了FlashTag,一场完整的基因电影正在我们眼前展开。从一开始,每一个瞬间都是可见的,这让我们能够理解游戏中的发展场景,识别主要角色,他们的互动和动机,”Denis Jabaudon说道。通过对小鼠大脑皮层的研究,科学家们确定了神经元发育的关键基因,并证明了它们的表达动态对大脑正常发育至关重要。
非常精确的原始编舞
这一发现,通过进入神经元形成的原始代码,帮助我们了解神经元在成人大脑中的功能。似乎这些原始基因中的一些也与神经发育和神经退行性疾病有关,这些疾病可能在多年后发生。这表明,一种倾向可能从神经元存在的最初时刻就存在,环境因素可以影响后来疾病的发展。通过理解神经元的遗传编排,研究人员可以从一开始就观察到这些基因是如何表现的,并识别出预测疾病的潜在异常。
在成功读取这个遗传密码后,科学家们能够在新生神经元中重写它。通过改变某些基因的表达,他们能够加速神经元的生长,从而改变发育脚本。有了FlashTag,现在可以分离新生神经元并在体外重建大脑回路,这使科学家能够测试它们的功能,并开发新的治疗方法。
一个向所有人开放的网站
UNIGE团队发布了一个网站,在那里可以输入一个基因的名称,并观察它是如何表达的,以及它是如何与其他基因相互作用的。每个研究团队一次只能关注少数几个基因,而我们的基因组是由近2万个基因组成的。因此,我们将我们的工具以完全开放的方式提供给其他研究人员使用,”Denis Jabaudon强调说。
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