大脑皮层折叠-识别重要神经元
哺乳动物大脑皮层的褶皱被认为是高级大脑功能不可或缺的,但皮质褶皱背后的机制尚不清楚。通过使用最新的基因组编辑工具,研究人员发现了神经元对折叠形成的重要作用以及Cdk5基因在这些神经元中的重要性。无脑畸形是皮质褶皱形成受损的一种情况。这项研究可能为包括无脑回畸形在内的疾病提供线索。
与其他动物相比,人脑高度发达和更高的功能。有助于大脑发展的重要因素之一是回归,折叠大脑皮层表面。高等动物的大脑皮层,包括人类,有许多褶皱,称为脑回。通过在进化过程中获得这些褶皱,人类大脑发展出了更多的神经元,从而使大脑功能得到极大发展。另一方面,老鼠,一种被广泛使用的模型动物,其大脑却没有脑回。这使得用老鼠作为模型动物来研究脑回变得非常困难,这抑制了研究的努力。
目前的研究使用了雪貂,其具有类似于人脑的吉利(图1)。该研究组开发了一种在若干文章中报告的雪貂技术,允许分析基因组水平的雪貂。通过使用这种技术,研究人员开发了一种抗白鼬疾病模型,其出现了回肠中的损伤,这显着促进了高哺乳动物的新遗传方法。
结果
通过使用最新的基因组编辑工具,一种基因工程,研究人员敲除了雪貂大脑皮层中的一个特定基因,并阐明了脑回形成的机制之一。他们结合最新的基因组编辑工具CRISPR/Cas9,将一个基因导入雪貂的大脑皮层。这项新技术开辟了遗传学研究的新阶段大脑较高的哺乳动物。
该程序在雪貂脑皮层中敲出了称为CDK5的基因,并导致回合形成受损(图2)。该结果表明CDK5是回归形成的重要基因。然后,研究人员搜索了在聚乙烯形成中起重要作用的神经元,发现上层脑皮质上的神经元是必需的(图3)。这些结果表明CDK5在上层脑室的神经元中的功能皮质对于脑回的形成非常重要(图3)。
预计这项研究将推进知识人类的大脑进化,以前用老鼠模型是很困难的。此外,由于脑回损伤,人类可以发展罕见的疾病,其发病机制在很大程度上是未知的。这项新技术可以阐明这些疾病的病因学。
进一步探索
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