Это открытие, опубликованное сегодня в Science, позволяет не только понять, как развивается наш мозг, но и как использовать этот код для реконструкции нейронов из стволовых клеток. Теперь исследователи смогут лучше понять механизмы, лежащие в основе неврологических заболеваний, таких как аутизм и шизофрения.
Под руководством Дени Жабодона, нейробиолога и нейробиолога из отдела базовых нейробиологии медицинского факультета UNIGE и невролога университетских больниц Женевы (HUG), исследователи разработали технологию под названием FlashTag, которая визуализирует нейроны по мере их рождения. Используя этот подход, в тот самый момент, когда предок делится, он помечается флуоресцентным маркером, который сохраняется в его потомстве. Затем ученые могут визуализировать и изолировать новорожденные нейроны, чтобы динамически наблюдать, какие гены экспрессируются в первые несколько часов своего существования. Со временем они смогут изучить свою эволюцию и изменения в экспрессии генов. «Раньше у нас было всего несколько фотографий, чтобы реконструировать историю нейронов, что оставляло много места для предположений.
Благодаря FlashTag, теперь на наших глазах разворачивается полноценный генетический фильм. Каждое мгновение становится видимым с самого начала, что позволяет нам понять сценарий развития в игре, определить главных героев, их взаимодействия и их стимулы », — отмечает Дени Жабодон. Работая в коре головного мозга мыши, ученые таким образом определили ключевые гены, отвечающие за развитие нейронов, и продемонстрировали, что динамика их экспрессии важна для нормального развития мозга.Очень точная изначальная хореография
Это открытие, открывая доступ к первичному коду образования нейронов, помогает нам понять, как нейроны функционируют во взрослом мозге. И похоже, что некоторые из этих исходных генов также вовлечены в нейродегенеративные заболевания, которые могут возникнуть много лет спустя.
Это говорит о том, что предрасположенность может присутствовать с самых первых моментов существования нейронов, и что факторы окружающей среды могут затем влиять на то, как заболевания могут развиваться позже. Понимая генетическую хореографию нейронов, исследователи могут наблюдать, как эти гены ведут себя с самого начала, и определять потенциальные аномалии, предсказывающие заболевания.После успешного прочтения этого генетического кода ученые смогли переписать его в новорожденных нейронах. Изменяя экспрессию определенных генов, они смогли ускорить рост нейронов, тем самым изменив сценарий развития.
С помощью FlashTag теперь можно изолировать новорожденные нейроны и воссоздать мозговые цепи in vitro, что позволяет ученым проверять их функции, а также разрабатывать новые методы лечения.Сайт открыт для всех
Команда UNIGE разместила веб-сайт, на котором можно ввести название гена и наблюдать, как он выражается и как он взаимодействует с другими генами. «Каждая исследовательская группа может сосредоточиться только на нескольких генах одновременно, в то время как наш геном состоит из почти 20 000 генов. Поэтому мы сделали наш инструмент доступным для других исследователей, чтобы они могли использовать его полностью», — подчеркивает Денис.
Жабодон.