新研究揭示线虫的基因表达完整图谱

2018-12-12 绿谷生物 Neuron
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 你的大脑是如何“建造”出来的?神经元定位以及功能的实现需要遵循怎样的“规则”呢,它们如何相互连接以及它们执行哪些功能?

 
“创建这个极其复杂的大脑神经网络是需要基因编码完成的。”Cell Miller教授,David Miller博士说: “如果你真的想了解如何大脑是如何建造出来的,那么你需要了解首先了解其遗传学机制。”
 
Miller和他在范德堡大学的团队正在与耶鲁大学和哥伦比亚大学的研究人员合作,视图绘制线虫的整个神经系统的基因表达图谱。
 
(图片来源:Anne Rayner)
 
他们相信,线虫基因表达的完整地图将有助于解决神经科学中关于基因表达程序如何建立不同神经元集的广泛问题,以及遗传差异如何在健康和疾病条件下促成神经元功能。
 
“当然,线虫并不是人,”Miller说。但他同时指出,蠕虫中超过一半的基因在人体中是保守的,并且神经元的细胞机制非常高度保守。我们必须从实验上易于处理的系统开始。线虫则是绝佳的选择。”
 
C. elegans蠕虫长期以来一直是生物医学研究的宠儿。发育生物学家已经将每个细胞分裂从卵子到成体有机体进行了表征。他们知道有多少神经元(302),它们在哪里,以及每个神经元如何连接。因此,他们可以通过基因操作蠕虫来研究基因功能。
 
为了构建蠕虫神经元基因表达图谱,作者们在流式细胞仪用荧光激活细胞分选来分离每种类型的数千个神经元。此外,作者利用其他研究人员基因工程的许多蠕虫菌株来表达某些荧光标记。通过交叉繁殖各种菌株,哥伦比亚大学的研究人员将能够在米勒实验室中对118种不同类别的蠕虫神经元中的每一种进行独特标记。耶鲁大学的同事随后对每类神经元的RNA进行测序。基因表达数据将在生成时发布。
 
研究人员还使用新的强大的“单细胞”测序方法来获得个体神经元的RNA谱。
 
相关结果发表在最近的《Neuron》杂志上。
 

资讯出处:Team seeks to create genetic map of worm's nervous system


原始出处:Marc Hammarlund et al. The CeNGEN Project: The Complete Gene Expression Map of an Entire Nervous System, Neuron (2018). DOI: 10.1016/j.neuron.2018.07.042