Vedci z Kalifornskej univerzity v San Diegu vo veľkom spoločnom úsilí zmapovali génové prepínače v rôznych typoch mozgových buniek analýzou viac ako jedného milióna ľudských mozgových buniek. Štúdia, ktorá je súčasťou iniciatívy BRAIN, vrhá svetlo na vzťah medzi určitými typmi buniek a neuropsychiatrickými poruchami. Použili AI na predpovedanie účinkov špecifických vysoko rizikových génových variantov.
Výskumníci mapujú génové prepínače a typy mozgových buniek spojené so schizofréniou, bipolárnou poruchou. Alzheimerova choroba choroba a ťažká depresia.
Vo veľkom multiinštitucionálnom úsilí vedenom Kalifornskou univerzitou v San Diegu (UCSD) výskumníci analyzovali viac ako milión ľudských mozgových buniek, aby vytvorili podrobné mapy génových prepínačov medzi typmi mozgových buniek a špecifické typy vzťahov medzi bunkami. sú odhalené. a rôzne bežné neuropsychiatrické poruchy. Tím tiež vyvinul nástroje umelej inteligencie na predpovedanie vplyvu jednotlivých vysokorizikových génových variantov medzi týmito bunkami a ako môžu prispieť k ochoreniu.
„Ľudský mozog nie je homogénny. Je to ako mozaika rôznych typov buniek, ktoré vyzerajú odlišne a majú rôzne funkcie. Mapovanie rôznych typov buniek v mozgu a pochopenie toho, ako fungujú, nám v konečnom dôsledku pomôže nájsť nové terapie, ktoré sa môžu zamerať na jednotlivé typy buniek súvisiace s konkrétnymi chorobami. , Bing Ren, PhD
Iniciatíva BRAIN a jej ciele
Tento prelomový výskum je prezentovaný v špeciálnom vydaní Veda dňa 13. októbra 2023 je súčasťou iniciatívy National Institutes of Health’s Brain Research Through Advancing Innovative Neurotechnologies Initiative alebo The BRAIN Initiative, ktorá bola spustená v roku 2014. Táto iniciatíva má za cieľ prevrat v chápaní mozgu cicavcov, čiastočne prostredníctvom vývoja románu. Neurotechnológie na charakterizáciu typov nervových buniek.
Pochopenie bunkových rozdielov
Každá bunka v ľudskom mozgu má rovnakú postupnosť dna, ale rôzne typy buniek používajú rôzne gény a v rôznych množstvách. Táto variácia vytvára mnoho rôznych typov mozgových buniek a prispieva ku zložitosti nervových obvodov. Naučiť sa, ako sa tieto bunky líšia na molekulárnej úrovni, je dôležité pre pochopenie fungovania mozgu a vývoj nových spôsobov liečby neuropsychiatrických ochorení.
zložitosť ľudského mozgu
„Ľudský mozog nie je homogénny,“ povedal hlavný autor Bing Ren, PhD, profesor na UC San Diego School of Medicine. „Skladá sa z mimoriadne komplexnej siete neurónov a neneurónových buniek, z ktorých každá vykonáva iné funkcie. Mapovanie rôznych typov buniek v mozgu a pochopenie toho, ako spolupracujú, nám v konečnom dôsledku pomôže nájsť nové terapie, ktoré sa môžu zamerať na jednotlivé typy buniek spojené s konkrétnymi chorobami.
Kľúčové zistenia zo štúdie
V novej štúdii výskumný tím analyzoval viac ako 1,1 milióna mozgových buniek v 42 rôznych oblastiach mozgu troch ľudských mozgov. Identifikovali 107 rôznych podtypov mozgových buniek a dokázali korelovať aspekty ich molekulárnej biológie so širokou škálou neuropsychiatrických ochorení vrátane schizofrénie, bipolárnej poruchy, Alzheimerovej choroby a veľkej depresie. Výskumníci potom použijú tieto údaje na vytvorenie modelov strojového učenia, aby predpovedali, ako môžu určité sekvenčné variácie v DNA ovplyvniť génovú reguláciu a prispieť k ochoreniu.
Prebiehajúci výskum a budúce úsilie
Hoci tieto nové výsledky poskytujú dôležité poznatky o ľudskom mozgu a jeho patológii, vedci sú stále ďaleko od zmapovania mozgu. V roku 2022 sa UC San Diego pripojilo k Salk Institute a ďalším pri spustení Centra pre multiomický atlas ľudských mozgových buniek, ktorého cieľom je študovať viac ako tucet ľudských mozgových buniek a ich evolúciu v priebehu ľudského života. Kladenie otázok o tom, ako sa mozog mení. S chorobou.
„Rozšírenie našej práce na ešte väčšiu úroveň detailov na väčšom počte mozgov nás privedie o krok bližšie k pochopeniu biológie neuropsychiatrických porúch a toho, ako ich možno rehabilitovať,“ povedal Ren.
Odkaz: „Porovnávací atlas dostupnosti jednobunkového chromatínu v ľudskom mozgu“ od Yang Eric Lee, Sebastian Preisel, Michael Miller, Nicholas D. Johnson, Jihan Wang, Henry Xiao, Chenxu Zhu, Zhaoning Wang, Yang Xie, Olivier Poirier . , Colin Kern, Antonio Pinto-Duarte, Wei Tian, Kimberly Siletti, Nora Emerson, Julia Osteen, Jacinta Lucero, Lin Lin, Qian Yang, Quan Zhu, Nathan Zemke, Sara Espinoza, Anna Marie Yanni, Julie Neuhus, Nick Dee , Tamara Casper, Nadia Shapovalova, Daniel Hirschstein, Rebecca D. Hodge, Sten Linnarson, Trygve Bakken, Boaz Levi, C. Dirk Keene, Jingbo Shang, Ed Lein, Alan Wang, M. Margarita Behrens, Joseph R. Aker a Bing Ren, 13. októbra 2023, Veda,
DOI: 10.1126/science.adf7044
Medzi spoluautorov štúdie patria: Yang Eric Lee, Sebastian Preisel, Michael Miller, Zihan Wang, Henry Xiao, Chenxu Zhu, Zhaoning Wang, Yang Xie, Oliver Poirier, Colin Kern, Lin Lin, Qian Yang, Quan Zhu, Nathan Zemke, Sara Espinoza, Jingbo Shang a Alan Wang na UC San Diego, Nicholas D. Johnson Antonio Pinto-Duarte, Wei Tian v Salkovom inštitúte pre biologické štúdie, Nora Emerson, Julia Osteen, Jacinta Lucero, M. Margarita Behrens a Joseph R. Aker, Kimberly Sillett a Sten Linnarsson z Karolinska Institutet, Anna Marie Yanni, Julie Neuhus, Nick Dee, Tamara Kasper, Nadia Shapovalova, Daniel Hirschstein, Rebecca D. Hodge Trygve Bakken, Boaz Levi a Ed Lein v Allen Institute of Brain Science , a C. .zvedavý na dirk Washingtonská univerzita Seattle.
Štúdia bola podporená Národný inštitút zdravia (Granty UM1MH130994, U01MH114812, U54HG012510 a S10 OD026929), National Science Foundation (Grant OIA-2040727); Darčeky od nadácie Nancy and Buster Alford Endowment, Life Sciences Research Foundation, ako aj Google, Adobe a Teradata.
Web nerd. Organizátor extrémov. Spisovateľ. Evanjelista celkom potravín. Certifikovaný introvert.
