我們的大腦中有著不同類型的神經元,每種神經元都擁有自身的遺傳標簽,這些標簽定義了它們的功能。神經元都起源于祖細胞??這些特化的干細胞具有分裂生成神經元的能力。
現在,來自瑞士日內瓦大學醫學院的神經科學家們闡明了祖細胞能夠生成神經元的機制。通過開發出一種叫做FlashTag的新技術,研究人員在神經元生成的那一特殊時刻分離并顯影了它們,并破譯出了使得能夠構建出神經元的基礎遺傳密碼。
發表在3月3日《科學》(Science)雜志上的這一研究發現,不僅讓研究人員了解了我們大腦的發育機制,還知道了如何利用這一遺傳密碼讓干細胞重建出神經元,F在研究人員將可以更好地了解自閉癥和神經分裂癥等神經系統疾病的潛在機制。
在瑞士日內瓦大學醫學院基礎神經科學系神經科學家DenisJabaudon的領導下,研究人員開發出了一種叫做FlashTag的技術在神經元生成的那一刻顯像它們。利用這種方法,在祖細胞分裂的那一刻,它被標記上了一種持續存在于后代細胞中的熒光標記物?茖W家們隨后可以顯像及分離新生神經元,動態地觀測在它們產生的頭幾個小時內表達的基因。隨著時間的推移,研究人員可以研究它們的進化和基因表達改變。
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“以往,我們只能獲得幾張照片來重建神經元的歷史,留下了很大的空間自己去進行推測。多虧有了FlashTag,現在完整的遺傳電影展現在我們的眼前。從一開始每一個瞬間都可以看見,讓我們能夠了解發育的狀況,鑒別出主要特征,它們的互作及激勵機制,”DenisJabaudon說。對小鼠大腦皮層展開研究,科學家們揭示出了指示了神經元分化事件的順序,引導新生神經元走向最終細胞命運的早期轉錄波,鑒別出了神經元發育的關鍵基因,證實了它們的表達動態對于大腦正常發育至關重要。
非常精確的原始編舞
通過接入神經元形成的原始密碼,這一研究發現有助于我們了解神經元在成人大腦中發揮功能的機制。似乎其中的一些原始基因也與神經發育和許多年后發生的神經退行性疾病有關。這表明在神經元生成的那一刻可能就存在一種傾向,之后一些環境因子可影響后來疾病的發生。通過了解神經元的遺傳編舞,研究人員能夠從一開始就觀察到這些基因的表現,鑒別出預測疾病的潛在異,F象。
在成功讀取這一遺傳密碼后,科學家們就能夠在新生神經元中改寫它。通過改變某些基因的表達,他們能夠加速神經元生長,由此改變發育腳本。有了FlashTag,現在分離出新生神經元,在體外重建大腦回路變為了可能,這使得科學家們能夠測試它們的功能及開發出一些新療法。
開發出強大的神經學研究工具對于大腦研究具有重要的意義。在同一日的Cell雜志上,來自哥倫比亞大學的研究人員兩篇文章向人們展示了一種能夠全面鑒定神經元類型的新方法。這種方法將幫助人們定量分析大腦所有區域的神經元多樣性(兩篇Cell發布神經學強大工具)。
11月,斯坦福大學的研究團隊日前在Science雜志上發表了一項技術突破。他們開發的工具能在清醒的活體動物中成像單個神經元的電活性,使人們對神經元活動的理解達到前所未有的深度(華人學者Science發表神經學技術突破)。
10月,來自加州大學圣地亞哥分校的研究人員構建出了一種新型帶有熒光染料的細胞,這種染料能對特殊的神經化學物質作出應答,改變顏色。研究人員將這些細胞移植到活體哺乳動物大腦中,從而能觀察到通過食物獎勵學習過程中,神經信號是如何改變的。
本文來自:逍遙右腦記憶 /gaozhong/718523.html
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