神经科学家公布用于运动控制的脑图谱

                                                                       

隶属于美国国立卫生研究院 (NIH) 脑部研究的研究人员通过推进创新神经技术 (BRAIN) 计划细胞普查网络 (BICCN) 计划取得了历史性的里程碑,最近发布了相关脑细胞图谱Nature 杂志上的哺乳动物运动,代表了近五年进步的累积.

了解大脑的结构和功能可以加速发现治疗大脑疾病和神经系统疾病的新方法,例如、抑郁、焦虑、谱系障碍、ALS(Lou Gehrig 病)、、阿尔茨海默病、、帕金森氏病等等.

这项工作代表了三大洲 250 多名科学家的合作,这些科学家隶属于超过 45 家机构,包括索尔克生物研究所、艾伦研究所、加州大学圣地亚哥分校 (UCSD) 医学院、哈佛大学大学、Sanford Burnham Prebys Medical Discovery Institute、麻省理工学院(MIT)、加州大学伯克利分校(UC Berkeley)、加州大学洛杉矶分校(UCLA)、麻省理工学院和哈佛大学、加州大学旧金山 (UCSF)、约翰霍普金斯医学院和许多其他领先机构.通过合作,在《自然》杂志上发表了超过 17 篇论文.

研究人员将综合计算分析与来自单细胞转录组、染色质可及性、DNA 甲基化组、形态学、电生理特性和输入输出映射的数据相结合.

转录组学是对转录组(细胞内所有 RNA 分子)的研究.为了构建图谱,研究人员将单细胞 RNA 测序 (scRNA-seq) 应用于新皮质和其他大脑区域,以了解转录组细胞类型的层次结构.

通过结合表观基因组学和单细胞转录组学分析,研究人员能够看到结合染色质状态、DNA 甲基化和基因表达的皮质细胞类型的统一分子遗传图谱.

表观基因组学研究环境如何改变您的基因功能.基因组和表观基因组的变化会导致癌症.生活方式、行为和环境可以改变表观基因组.例如,吸烟会增加许多疾病的风险,如肺癌、肝癌和结肠癌,以及呼吸系统和心血管疾病.对于某些癌症,表观基因组的变化会关闭调节细胞生长的基因,导致不受控制的生长,或阻碍免疫反应对抗肿瘤的能力.

染色质是在真核细胞染色体内发现的 DNA 和蛋白质.染色质中的大多数蛋白质是组蛋白.与原核生物不同,真核生物是具有细胞核被膜包围的生物体.

DNA 甲基化是一种表观遗传机制,是一种通过向 DNA 添加甲基 (CH3) 基团来调节基因表达的生物学过程,通常会改变基因表达和功能的方式.

基因表达是指使用来自基因的信息(遗传密码)产生分子的过程.表观遗传变化可以改变基因表达.表观基因组是可以附着在 DNA 上以打开或关闭基因的化合物和蛋白质,从而控制某些细胞中的蛋白质产生并改变细胞应用 DNA 指令的方式.表观基因组的修饰会导致免疫反应或细胞生长的基因开启或关闭.

科学家团队对三个物种(小鼠、狨猴和人类)进行了分析,以对转录组类型进行分类.这是通过创建一致的分类法来标准化哺乳动物细胞类型来实现的.

“由于这项开创性的合作,我们现在对大脑运动皮层中发现的脑细胞及其基本功能特性有了全面的了解,"主任 Francis S. Collins 医学博士说美国国立卫生研究院在一份声明中表示. “该图谱将为未来研究物种内部和跨物种大脑的结构和功能提供一个跳板."

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