Как нанести на карту связи мозга с использованием штрих-кодов ДНК

Как сопоставить мозговые соединения с использованием штрих-кодов ДНК
Срез мозга мыши окрашивают для идентификации отдельных нейронов и всех их соединений. Каждый цвет представляет различный штрих-код ДНК. Предоставлено: Xiaoyin Chen, Zador lab/CSHL.

Новый метод, разработанный в лаборатории Cold Spring Harbor Laboratory (CSHL), использует секвенирование ДНК для эффективного картирования дальних связей между различными областями мозга. Такой подход значительно снижает стоимость картирования связей всего мозга по сравнению с традиционными методами, основанными на микроскопии.

Нейробиологи нуждаются в анатомических картах, чтобы понять, как информация течет из одной области мозга в другую. «Диаграмма клеточных связей между различными частями мозга — коннектомом — может помочь показать, как нервная система обрабатывает информацию, а также как неисправная проводка способствует психическим заболеваниям и другим расстройствам», — говорит Лонгвен Хуанг, доктор наук, профессор CSHL. Лаборатория Энтони Задора. Создание этих карт было дорогостоящим и занимало много времени, и требовало огромных усилий, недоступных большинству исследовательских групп.

Исследователи обычно следуют по пути нейронов, используя флуоресцентные метки, которые могут показать, как отдельные клетки разветвляются через запутанную нейронную сеть, чтобы найти и соединиться со своими целями. Но палитра флуоресцентных меток, подходящих для этой работы, ограничена. Исследователи могут вводить разноцветные красители в две или три части мозга, а затем прослеживать связи, исходящие из этих областей. Они могут повторить этот процесс, ориентируясь на новые регионы, чтобы визуализировать дополнительные связи. Чтобы создать карту для всего мозга, это нужно делать сотни раз, каждый раз используя новых животных.

Метод, разработанный в лаборатории Задора, называемый секвенированием отдельных животных по всему мозгу (BRICseq), использует другой подход. «Мы больше не маркируем области мозга и их проекции с помощью цветов. Мы маркируем их с помощью нуклеотидных последовательностей», — говорит Хуанг. Объясняя четыре буквы кода ДНК в короткие «штрих-коды», можно получить практически бесконечное количество меток, которые могут отличить одну клетку от другой, объясняет он. После маркировки исследователи используют секвенирование ДНК для анализа крошечных сегментов мозговой ткани, интерпретируя каждый повторяющийся штрих-код как сигнал сотовой связи.

«Разнообразие штрих-кодов действительно велико по сравнению с количеством цветов, которые мы можем использовать в научных исследованиях. Так что теперь мы можем реально маркировать огромное количество нейронов и областей мозга на животное, что позволяет нам отображать проекции из нескольких головных мозга. регионы, использующие эти штрих-коды «, говорит Хуан.

Исследовательская группа, включая бывшего аспиранта Юстуса Кебшулла, который работал с Хуаном над разработкой этой методики, сообщает в журнале Cell, что BRICseq точно отображает межрегиональную связь в мозге мышей. , Они говорят, что подход будет широко доступен и должен быть адаптирован к другим организмам.

Похожие новости

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *