Нейронауки в Science и Nature. Выпуск 208: геномный атлас мозга мыши с замахом на человека |
||
МЕНЮ Главная страница Поиск Регистрация на сайте Помощь проекту Архив новостей ТЕМЫ Новости ИИ Голосовой помощник Разработка ИИГородские сумасшедшие ИИ в медицине ИИ проекты Искусственные нейросети Искусственный интеллект Слежка за людьми Угроза ИИ ИИ теория Внедрение ИИКомпьютерные науки Машинное обуч. (Ошибки) Машинное обучение Машинный перевод Нейронные сети начинающим Психология ИИ Реализация ИИ Реализация нейросетей Создание беспилотных авто Трезво про ИИ Философия ИИ Big data Работа разума и сознаниеМодель мозгаРобототехника, БПЛАТрансгуманизмОбработка текстаТеория эволюцииДополненная реальностьЖелезоКиберугрозыНаучный мирИТ индустрияРазработка ПОТеория информацииМатематикаЦифровая экономика
Генетические алгоритмы Капсульные нейросети Основы нейронных сетей Распознавание лиц Распознавание образов Распознавание речи Творчество ИИ Техническое зрение Чат-боты Авторизация |
2021-10-15 06:45 В последние годы научные и технологические достижения открыли возможность картирования человеческого мозга вплоть до клеточных компонентов. Пока эта конечная цель еще не достигнута, исследователи продвигаются вперед в менее масштабной, но не менее важной работе – создании еще более подробного атласа мозга мыши с акцентом на регуляцию активности генов и эпигенетику. Как это поможет людям и причем тут генетика? В специальном выпуске журнала Nature, посвещенном нейронаукам, исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Диего вместе с коллегами из разных университетов США описывают свой прогресс в решении этой задачи. С 2006 года по всему миру ученые пытаются создать трехмерный атлас мозга мыши. Его размер – примерно с горошину, но состоит он из 8-14 миллионов нейронов и глиальных клеток. Хотя мозг мыши не повторяет человеческий, он помогает в изучении многих функций мозга человека, заболеваний и психических расстройств, потому что гены, отвечающие за построение и работу органов человека и грызуна, на 90 процентов идентичны. Элементы регуляции генов В своей работе Бинг Рен (Bing Ren) и его коллеги из Центра эпигеномики сосредоточились на создании атласа генных регуляторных элементов в головном мозге мыши. Они обратили внимание на изучение транскрипционных регуляторных программ, которые ответственны за уникальный паттерн или «рисунок» экспрессии (активности) генов каждой клетки, а следовательно – их идентичность и функции. Авторы исследовали доступный хроматин – материал хромосом – в отдельных клеточных ядрах из 45 регионов мозга взрослой мыши, а затем использовали полученные данные для картирования состояния цис-регуляторных элементов ДНК в 160 различных типах клеток. Цис-регуляторные элементы – это участки некодирующей ДНК (то есть те, которые не отвечают за производство какого-то белка). Они регулируют транскрипцию (считывание участка ДНК для синтеза РНК) соседних генов. Ученые обнаружили, что различные типы нейронов расположены в разных областях мозга мыши, а специфика их распределения и функций коррелирует и, вероятно, определяется набором цис-регуляторных элементов ДНК в каждом типе клеток. Удивительно, но большинство цис-регуляторных элементов мозга мыши, картированных исследователями, имеют гомологичные или похожие последовательности в геноме человека. Поэтому их можно использовать для определения генных регуляторных элементов, участвующих в спецификации типов клеток мозга человека. По словам Рена, эти результаты служат основой для анализа регуляторных программ генов мозга млекопитающих, включая людей, и могут помочь в интерпретации вариантов некодирующих областей ДНК для того, чтобы оценивать риск развития неврологических заболеваний. Транскриптомные и эпигеномные элементы Эран Мукамель (Eran A. Mukamel) и его коллеги объединили передовые методы секвенирования генома, исследуя первичную моторную кору – области мозга мыши, отвечающей за движение. Они создали более 500 000 транскриптомов и эпигеномов – полных списков всех молекул РНК и модификаций ДНК, которые кодируют каждое свойство каждой клетки. Используя вычислительные и статистические модели, они создали мультимодальный атлас 56 типов нейронных клеток, который описывает их молекулярные, геномные и анатомические особенности. Исследование показало, что каждая клетка мозга имеет согласованный паттерн экспрессии генов и эпигенетической регуляции. Подобно тому, как человек имеет характерный почерк, черты лица, вокальные данные и черты характера, авторы обнаружили, что сигнатуры РНК и ДНК типов клеток в моторной коре головного мозга отличают каждую клетку от соседних. «И точно так же, как человеческая индивидуальность способствует разнообразию сообществ, уникальные паттерны экспрессии и регуляции генов в цепях мозга поддерживают разнообразную сеть клеток со специализированными ролями и взаимозависимыми функциями», – говорят авторы. Объединив эпигеномные и транскриптомные данные невообразимого ранее количества клеток, исследователи продемонстрировали потенциал технологий секвенирования одной клетки для всестороннего картирования клеток мозга. Это может стать еще одним шагом к пониманию гораздо более сложных схем человеческого мозга. Текст: Анастасия Григорьева An atlas of gene regulatory elements in adult mouse cerebrum by Yang Eric Li et al. in Nature. Published October 2021. https://doi.org/10.1038/s41586-021-03604-1 A transcriptomic and epigenomic cell atlas of the mouse primary motor cortex by Zizhen Yao et al. in Nature. Published October 2021. https://doi.org/10.1038/s41586-021-03500-8 Источник: neuronovosti.ru Комментарии: |
|