Исследователи совершили революционный подвиг, создав первый полный атлас клеток мозга млекопитающих, в частности мыши. На этой комплексной карте подробно описаны более 32 миллионов клеток, их типы, расположение, молекулярная информация и связи.
Атлас предлагает углубленное изучение мозга мыши, важнейшей модели в нейробиологии, и закладывает основу для передовых методов лечения психических и неврологических расстройств. Атлас включает в себя структурные, транскриптомные и эпигенетические данные, обеспечивающие схему работы и функционирования мозговых цепей.
Впервые международная группа исследователей создала полный атлас клеток всего мозга млекопитающих. Этот атлас служит картой мозга мыши, описывая тип, расположение и молекулярную информацию более чем 32 миллионов клеток, а также предоставляя информацию о связях между этими клетками.
Практическая значимость работы
Мышь — наиболее часто используемая экспериментальная модель позвоночных в нейробиологических исследованиях, и эта клеточная карта открывает путь к лучшему пониманию человеческого мозга — возможно, самого мощного компьютера в мире.
Клеточный атлас также закладывает основу для разработки нового поколения прецизионной терапии для людей с психическими и неврологическими расстройствами головного мозга.
Результаты исследования представлены в сборнике из 10 статей, опубликованных в научном журнале Nature.
«Мышиный атлас привлек беспрецедентное внимание к сложной сети клеток головного мозга млекопитающих, предоставив ученым детали, необходимые для понимания функций и заболеваний человеческого мозга», — объясняет Джошуа Гордон (Joshua Gordon), директор Национального института Психического здоровья (National Institute of Mental Health).
Клеточный атлас описывает типы клеток в каждой области мозга мыши и их организацию внутри. В дополнение к этой структурной информации клеточный атлас предоставляет невероятно подробный каталог клеточного транскриптома — полного набора данных о генах в клетке, который содержит инструкции по созданию белков и других клеточных продуктов.
Транскриптомная информация, включенная в атлас, иерархически организована и подробно описывает классы клеток, подклассы и тысячи отдельных кластеров клеток в мозге.
Атлас также характеризует эпигеном клетки — химические модификации клеточной ДНК и хромосом, которые изменяют способ выражения генетической информации клетки — подробно описывая тысячи типов эпигеномных клеток и миллионы потенциальных элементов генетической регуляции для различных типов клеток мозга.
Вместе структурная, транскриптомная и эпигенетическая информация, включенная в этот атлас, представляет собой беспрецедентную карту клеточной организации и разнообразия в мозге мыши.
Атлас также предоставляет информацию о нейротрансмиттерах и нейропептидах, используемых различными клетками, а также о взаимосвязях между типами клеток в мозге. Эту информацию можно использовать в качестве подробного описания того, как химические сигналы инициируются и передаются в различных частях мозга.
Эти электрические сигналы являются основой того, как работают мозговые цепи и как мозг функционирует в целом.
«Этот продукт является свидетельством силы этого беспрецедентного, межсекторального сотрудничества и прокладывает нам путь к более точному лечению мозга», — комментирует Джон Нгай (John Ngai).
Основная цель работы по пониманию клеточного состава мозга, состоит в том, чтобы разработать полный перечень клеток мозга: где они локализуются, как развиваются, как работают вместе и как функционируют, чтобы лучше понять, как развиваются, прогрессируют и лучше поддаются лечению заболевания головного мозга.
«Теперь мы готовы сделать следующий большой шаг — завершить клеточные карты человеческого мозга и мозга приматов», — заключает доктор Нгаи.
Статья по теме: Создан первый голографический атлас головного мозга