新しい 技術 同時にニューロンの種類を特定し、マウスの脳内でのそれらの接続をグラフ化します。このツールはニューロンの追跡と単一細胞の配列決定を組み合わせたもので、細胞のアイデンティティが皮質機能にどのように寄与しているかを明らかにするのに役立つ可能性があると研究者らは述べている。
START、または「単一トランスクリプトーム支援狂犬病追跡」として知られるこの方法は、遺伝子発現に基づいて細胞をグループに編成し、それらの関係を追跡します。あるグループが異なる接続パターンを示している場合、そのグループは異なるサブタイプを表している可能性が高いことが研究で示唆されています。このツールをマウスの視覚野に適用することで、研究チームは抑制性ニューロンのいくつかのサブグループ間の接続を特定し、人間に保存されている可能性のある相互作用を発見した。
「これは本当に技術的な進歩を意味するだけでなく、何を考えるための新しいフレームワークを提供します。 [determines] 細胞の種類です」と言う シン・ジンスクリップス研究所の神経科学准教授は、この研究には関与していなかった。
STARTの発見は、皮質回路がどのように機能するかについての仮説を生成するために使用できる、と研究調査者は言う エドワード・キャロウェイソーク生物学研究所のシステム生物学教授。 「複雑なシステムがどのように動作するかを理解するには、部品リストと、それらの部品がどのように連携して動作するかを示す配線図が必要です」と彼は言います。
キャロウェイと他の研究者が主導した過去の研究。 Brain Initiative 細胞調査ネットワークそのパーツリストを作成しました。コンソーシアムは、単一細胞トランスクリプトミクスと他の技術を組み合わせて、マウスの脳内の約 5,000 個のニューロンのサブタイプを特定しました。現在、キャロウェイと彼の同僚は、これらの個々のセルタイプの配線図の作成に取り組んでいます。
この場合、グループはトランスクリプトミクスと 狂犬病の追跡—これもキャロウェイのチームによって開発された手法です。シナプスで接続された細胞間のみを移動できる改変された狂犬病ウイルスをニューロンに感染させることで、研究者らは選択したニューロンの直接の接続を追跡できる。
彼らは、抑制性ニューロンの短距離接続を単一の 400 立方マイクロメートル組織サンプル内で検出できるため、抑制性ニューロンを追跡するためにこの技術を使用しました。さらに、抑制性ニューロンは信じられないほど多様である、と研究者は言う マリベル・パティーニョカリフォルニア大学サンディエゴ校の大学院生。その個性は、たとえ同じ細胞型に属するニューロン間であっても、抑制性ニューロンを特定の脳機能に適合させるのを難しくしている、と彼女は付け加えた。
これは本当に技術的な進歩を表すだけでなく、何を考えるための新しいフレームワークを提供します。 [determines] 細胞の種類。
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— シン・ジン
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同チームは、マウスの視覚野における抑制性ニューロンと興奮性細胞の相互作用を追跡し、35,000個以上のニューロンから核の配列を決定した。彼らは、遺伝子発現の類似性に基づいて、約 50 の抑制性ニューロンのサブタイプを同定しました。
そして、第6層の興奮性ニューロンの一種（睡眠と記憶形成に重要な徐波リズムを調節するために視床に投射することが知られている）は、その入力の大部分をChodl細胞と呼ばれるソマトスタチン発現ニューロンの希少なサブタイプから受け取ったということも研究では明らかになった。見つかった。 Chodl 細胞はソマトスタチン ニューロンのわずか 1% しか構成していませんが、これらのニューロンへの接続の 20% 以上を形成します。
この優先的な相互作用は、種を超えて保存されている回路モチーフを表している可能性が高いとキャロウェイ氏は言う。実際、彼のチームの次のステップは、視覚回路がマウスの脳の他の皮質領域や、脳腫瘍やてんかんの手術後に人々から提供されたヒト組織でも繰り返されるかどうかを調べることだ、と彼は言う。
この調査結果は9月30日に、 ニューロンそしてシーケンスデータは ゲオで一般公開中。
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彼のアプローチは、転写の違いに基づいて細胞型の同一性を割り当てるという「主要な争点」の解決に役立つと述べている。 アーノルド・クリーグシュタインカリフォルニア大学サンフランシスコ校の神経学の教授であったが、この研究には関与していなかった。
これまで研究者は、遺伝子発現の異なるパターンがニューロンのアイデンティティの違いを反映しているのか、それとも細胞経路の単なる変動を反映しているのか不明でした。しかし、細胞が明確な接続パターンを持っているかどうかを観察することで、細胞の種類と細胞の状態を区別することが可能になる、とクリーグシュタイン氏は言う。
そして、START と他の方法を組み合わせると、データにさらなる次元を追加できる可能性があると述べています。 マーティン・マンツアルバータ大学の生理学助教授であったが、この研究には関与していなかった。たとえば、空間トランスクリプトミクスを組み込むことで、脳内の各部分、それらがどのように相互作用するか、そしてそれらの位置が分かる可能性がある、と彼は言う。
これだけの情報があっても、研究者は回路がどのように機能するかについて情報に基づいた推測しかできません。しかし、現在進行中の開発は、 エンハンサー 特定の細胞型を標的とする 研究者が回路と動作を一致させるのに役立つ可能性があるとパティーニョ氏は言う。 「これは素晴らしい時期だ [tool] 出てくるだろう。」
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#STARTメソッドは細胞の種類ごとに脳の配線図を組み立てます
2024-10-31 04:00:00