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脳発達の新しい遺伝アトラス

脳発達の新しい遺伝アトラス

まとめ: 研究者らは、胎児発育の6週目から13週目までの脳の初期の遺伝的発達を詳細に記したアトラスを作成した。 この新しい研究は、主に皮質に焦点を当てたこれまでの研究を超えて、さまざまな脳領域にわたる遺伝子制御の包括的な見解を提供します。

このアトラスは、小児の脳腫瘍につながる発達上の誤りを理解し、標的を絞った治療法の開発に役立つことが期待されています。 さらに、この研究は、さまざまな器官の遺伝的発達を地図化することを目的とした、より広範なHuman Developmental Cell Atlasプロジェクトの一環である。

重要な事実:

  1. 広範な脳マッピング: このアトラスは、初期胚段階における脳内の遺伝子活性化と細胞発達の詳細なマップを提供します。
  2. 潜在的な臨床応用: このアトラスのアイデアは、小児脳腫瘍の起源を研究し理解するために使用されており、それが新しい治療戦略につながる可能性があります。
  3. 共同研究の取り組み: この研究は、著名な機関から資金提供を受け、複数の臓器の包括的な細胞アトラスを作成し、人類の発達と病気についての理解を進める大規模な取り組みの一部です。

ソース: カロリンスカ研究所

に掲載された記事で 自然カロリンスカ研究所の研究者は、初期の脳発達に関するアトラスを発表しています。

このアトラスは、とりわけ、小児の脳腫瘍の発生の何が問題だったかを見つけたり、新しい治療法を見つけるために使用できます。

カロリンスカ研究所率いる国際研究チームは、脳の初期の遺伝的発達をマッピングし、現在、6週目から13週目までの胎児の発育に関するアトラスを提供できるようになりました。

研究は、個々の細胞内で形成されるDNA鎖とRNA鎖の活性領域を測定できる手法を用いて行われた。 クレジット: 神経科学ニュース

「これは、遺伝子制御に焦点を当てた脳の発達に関する初の包括的な研究です。これまでの研究は、ほとんど常に皮質、つまり大脳皮質に焦点を当てていました」と、医学生化学・生物物理学科の分子システム生物学教授ステン・リンナーソンは言う。カロリンスカ研究所および研究リーダー。「私たちの研究は、すべての領域を相互に比較できるように脳全体を体系的にマッピングしたものです。」

脳が初期の胎児で発達し始めると、管の壁が脳に発達し、液体で満たされた管の中心が脳室である脳室になるため、脳は管に似始めます。

妊娠 6 週目から 13 週目にかけて、卵管の壁の細胞が急速に特殊化します。 これは、特定の方法で最初の細胞の発達を刺激する物質が分泌される、非常に複雑な連鎖反応を通じて起こります。 これらの細胞は、細胞発生の次の段階などを制御する追加のシグナルを分泌します。

このシグナルは、さまざまな細胞型に特化したタンパク質を生成する遺伝子を活性化し、新しいシグナルとしても機能します。

「私たちが研究していたのは、この脳形成プロセス中に遺伝子がどのように、どのような順序で、どのような種類の細胞で活性化されるのかということであり、DNAからRNA、そしてタンパク質に至るプロセスを各段階で追跡したいと考えていました。」と彼は言います。スティーン・リナーソン。

研究は、個々の細胞内で形成されるDNA鎖とRNA鎖の活性領域を測定できる手法を用いて行われた。 研究者らはパズルを組み立て、それがどのように機能するかの地図を提供できるようになりました。

この研究は、いくつかの研究グループが脳、心臓、肺などの遺伝的発達を研究しているスウェーデンの大規模プロジェクト「Human Developmental Cell Atlas」の一部です。 このプロジェクトの研究は現在進められており、研究者らはこの地図を使って病気の何が問題だったかの答えを見つけようとしている。

「私たちは現在、小児における脳腫瘍の発生について研究しています。幸いなことに、この病気はまれな病気ですが、小児の死につながるさまざまな病気の中で最も一般的な病気の 1 つです。」

「私たちは胎児の脳の発達中に発生する腫瘍を研究しており、アトラスを使用して、正常な発達がうまくいかなかったメカニズムと、それがどのようにして腫瘍の形成と腫瘍の成長につながるかを理解しようとしています」とスティーン・リナーソンは言う。

資金調達: この研究は、アーリング・パーソン・ファミリー財団、クヌート・アンド・アリス・ワレンバーグ財団、スウェーデン戦略研究財団、EC Horizo​​n 2020から資金提供を受けました。ステン・レナーソン氏は、同大学のMoleculent、Combigene、免疫療法センター・オブ・エクセレンスの科学顧問です。オスロの。 彼と筆頭著者の Camille Mannin は、EEL-FISH の知的財産権を所有する EEL Transcriptomics AB の株主でもあります。

遺伝学と神経発達研究のニュースについて

著者: ステン・リナーソン
ソース: カロリンスカ研究所
コミュニケーション: ステン・レナーソン – カロリンスカ研究所
写真: 画像提供:Neuroscience News

元の検索: オープンアクセス。
人間の妊娠第 1 期の神経発達におけるクロマチンへのアクセス可能性「ステン・レナーソンら著。 自然


まとめ

人間の妊娠第 1 期の神経発達におけるクロマチンへのアクセス可能性

人間の脳は、転写因子の発現とクロマチンへのアクセス性の変化によって引き起こされる、厳密に制御された一連のパターン形成イベントを通じて発達します。

発達中の脳全体にわたる遺伝子発現は単一細胞の解像度で説明されていますが、クロマチンのアクセス可能性に関する同様のアトラスは主に前脳に焦点を当てています。

ここでは、妊娠第 1 期(受胎後 6 ~ 13 週間)における、発達中のヒトの脳全体にわたるクロマチンのアクセス可能性と共役した遺伝子発現について説明します。

135 個のクラスターを特定し、多部構成の測定値を使用して候補を相関させました。 独立国家共同体– 遺伝子発現の調節要素。 アクセス可能な領域の数は、年齢とともに、また神経細胞の分化に伴って増加しました。

畳み込みニューラル ネットワークを使用して、ニューロンのサブタイプを区別するエンハンサーにおける推定上の機能的転写因子結合部位を同定しました。

このモデルを適用したのは、 独立国家共同体– 関連する組織要素 Isrrb プルキンエ細胞系譜の活性化機構を解明する。

最後に、疾患に関連する一塩基多型を結び付けることにより、 独立国家共同体-調節要素 我々は、いくつかの疾患における推定上の発病メカニズムを検証し、中脳由来のGABA作動性ニューロンが大うつ病性障害に関連する変異に対して最も脆弱であることを特定した。

私たちの発見は、妊娠初期の脳細胞タイプの出現の根底にある重要な遺伝的調節機構のより詳細な見解を提供し、ヒトの神経発達の将来の研究のための包括的な参考資料を提供します。

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