В мартовском номере журнала Springer Protein Cell, Chen et al. впервые сообщили о сигнатурах экспрессии молекулярных генов, лежащих в основе созревания нейронов человека, судя по электрофизиологическим характеристикам. Авторы успешно применили технологию «Patch-seq», при которой запись «patch-clip» и профилирование транскриптома отдельных нейронов выполнялись на одних и тех же человеческих нейронах, полученных из более примитивных стволовых клеток.
Авторы также реализовали мощный биоинформатический анализ, в том числе анализ сети взвешенной коэкспрессии генов (WGCNA), для экстраполяции важных сигнатурных генов, соответствующих незрелым и зрелым нейронам человека, что беспрецедентно.Путем перекрестной ссылки на опубликованные данные о транскриптоме одного нейрона, профилированном из мозга плода и взрослого человека (хотя и без электрофизиологического анализа), было идентифицировано 39 нейронных генов, которые могут служить универсальными биомаркерами для созревания нейронов человека. Точная роль этих 39 генов в процессе созревания нейронов еще предстоит определить в будущем. С другой стороны, количество генов, связанных с передачей сигналов кальция, митохондриальной функцией и убиквитинизацией, постоянно повышается по мере созревания человеческих нейронов, что подчеркивает критическую важность этих биологических процессов, связанных с функцией нейронов.
Ожидается, что нарушение регуляции этих процессов может быть ключевыми элементами, ведущими к нейродегенерации.Технология сочетания электрофизиологической записи и анализа транскриптома отдельных клеток плюс мощный WGCNA должна в будущем широко использоваться для определения молекулярной логики разводки, функции и пластичности нейронных цепей, чтобы в конечном итоге понять человеческий мозг, разум и основные неврологические расстройства человека.