研究將神經(jīng)基因表達(dá)差異與功能差異聯(lián)系起來 增加人體腎臟芯片的免疫力可推進(jìn)癌癥藥物測試 大腦健康健身追蹤器頭帶如何在睡眠中識別阿爾茨海默病的早期癥狀 一種新的靶向治療為特定的胃癌患者帶來了希望 小鼠元宇宙理解自閉癥和心理分子機(jī)制的工具 新發(fā)現(xiàn)顯示大腦如何在決策過程中準(zhǔn)備做出選擇 供臨床醫(yī)生使用的新型袖珍設(shè)備可以更快地發(fā)現(xiàn)感染傷口 2020年全國碩士研究生考試網(wǎng)上預(yù)報名流程圖解(2020全國碩士研究生招生考試網(wǎng)上報名信息) 小屋頂分布式光伏發(fā)電介紹(小屋頂分布式光伏發(fā)電介紹圖) 我的世界漏斗怎么用(我的世界漏斗怎么連接箱子) 《殺戮尖塔》戰(zhàn)士攻略(殺戮尖塔戰(zhàn)士新手指南) 360鎖屏畫報怎么關(guān)(360鎖屏畫報怎么卸載) 支付寶怎么查廣發(fā)錢袋子貨幣a收益(廣發(fā)錢袋子a是余額寶嗎) 酷狗怎么截歌 怎么利用酷狗制作鈴聲(酷狗鈴聲制作如何截取) 王者榮耀小喬520新皮膚怎么獲得(王者榮耀小喬520新皮膚怎么獲得永久) 360壓縮軟件如何分卷壓縮(360壓縮可以分卷壓縮嗎) 英雄聯(lián)盟手游金克絲怎么出裝(英雄聯(lián)盟手游金克絲怎么出裝最強(qiáng)) 小舞的假期游戲怎么玩(小舞的假期游戲攻略) 數(shù)學(xué)解答題如何做?(數(shù)學(xué)解答題如何做圖片) 搜狗輸入法出現(xiàn)問題 如何進(jìn)行修復(fù)(搜狗輸入法提示輸入法修復(fù)程序被破壞) DNF神之寶箱怎么獲得(dnf古代神之寶箱獎勵) 牛尾雪濃湯的做法(濃湯牛尾巴做法) iOS10.0.2降級iOS 9.3.2圖文詳情(ios10降級9.3.5) 我的標(biāo)記怎么關(guān)閉Taptic Engine震動反饋 涼拌變蛋的做法(涼拌變蛋的做法圖片) AVG2014注冊碼許可證key序列號怎么用 爬墻月季怎么養(yǎng)(爬墻月季怎么養(yǎng)?) 安卓版活死人之地攻略:[1]找到無線電(活死人之地手機(jī)版攻略) mercury無線路由器如何設(shè)置(mercury無線路由器怎么設(shè)置) 螞蟻莊園8.18攝入過量食鹽有什么危害(過量食鹽 螞蟻) 剪映如何制作三分屏特效(剪映分屏特效怎么弄) 魔獸世界TBC:【瑪拉的遺愿】任務(wù)怎么做?(魔獸世界懷舊服瑪拉的遺愿怎么完成) 如何創(chuàng)建CAD工具條、工具按鈕(cad怎么添加工具條) 華為虛擬男友怎么設(shè)置(華為虛擬男友怎么設(shè)置nova7) 新人要如何挑選迎賓海報?(新人要如何挑選迎賓海報圖片) 摩爾莊園手游花香金魚怎么做(摩爾莊園手游花香金魚菜譜火候) 京東物流怎么查詢快遞(京東物流怎么查詢快遞到哪了) 圖片加水印怎么加 快速圖片加水印(如何給圖片快速加水印) 【adobe Photoshop 8.0】64位 / 32位怎么下載 如何在線觀看電視劇來自星星的你 又如何下載?(電視劇來自星星的你手機(jī)在線觀看) 微信怎么截屏(微信怎么截屏聊天記錄長圖) qq怎么關(guān)閉我的地理位置(QQ怎么關(guān)閉自己的位置) 如何制作照片拼接合成效果?(如何制作照片拼接合成效果視頻) 豐田凱美瑞 09款倒車后視安裝方法(09款凱美瑞原車加裝倒車影像) 在平面設(shè)計時創(chuàng)建曼尼托巴地圖的方法 龍之谷怎么使用坐騎(龍之谷怎么使用坐騎升級) yy會員五周年勛章怎么點亮(yy怎么點亮粉絲勛章) 五種常見掃地機(jī)器人效果評測(五種常見掃地機(jī)器人效果評測表) 烽火戰(zhàn)國攻略:[1]烽火戰(zhàn)國裝備怎么分解?(烽火戰(zhàn)國1星防御裝備) 新浪微博的賬號出現(xiàn)異常怎么辦?(新浪微博的賬號出現(xiàn)異常怎么辦呀)
您的位置:首頁 >國外科研 >

研究將神經(jīng)基因表達(dá)差異與功能差異聯(lián)系起來

導(dǎo)讀 弄清楚數(shù)百種不同類型的腦細(xì)胞如何從數(shù)千種基因的獨特表達(dá)中發(fā)育而來,不僅可以增進(jìn)對大腦在健康狀態(tài)下如何運(yùn)作的理解,而且還能加深對疾病...

弄清楚數(shù)百種不同類型的腦細(xì)胞如何從數(shù)千種基因的獨特表達(dá)中發(fā)育而來,不僅可以增進(jìn)對大腦在健康狀態(tài)下如何運(yùn)作的理解,而且還能加深對疾病中出現(xiàn)問題的理解。麻省理工學(xué)院的一項新研究精確地探索了果蠅兩種神經(jīng)元類型的這種“分子邏輯”,結(jié)果表明,即使是相似的細(xì)胞也會推動和拉動許多杠桿來開發(fā)不同的功能。

在Neuron的研究中,Picower 學(xué)習(xí)與記憶研究所的一組神經(jīng)生物學(xué)家發(fā)現(xiàn),這兩種密切相關(guān)的神經(jīng)元亞型在表達(dá) 800 多個基因(約占神經(jīng)元編碼基因總數(shù)的 5%)的方式上存在差異。果蠅基因組。通過操縱表達(dá)差異最顯著的基因,科學(xué)家們能夠展示它們?nèi)绾卧诩?xì)胞之間產(chǎn)生一些可觀察到的差異。

該研究的資深作者、麻省理工學(xué)院生物系、腦與認(rèn)知科學(xué)系 Menicon 神經(jīng)科學(xué)教授特洛伊·利特爾頓 (Troy Littleton) 表示:“神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域正在全球范圍內(nèi)努力識別所有不同類型的神經(jīng)元,以定義其獨特的特性及其基因表達(dá)譜。” “這些信息可以用作研究新發(fā)現(xiàn)的疾病基因如何映射到那些特定神經(jīng)元的工具包,以表明哪些神經(jīng)元可能在特定的大腦疾病中受到最嚴(yán)重的影響。”

“我們想用果蠅作為一種方法,看看我們實際上是否可以確定兩個相似神經(jīng)元的轉(zhuǎn)錄組如何差異化地用于了解哪些關(guān)鍵基因指定了它們獨特的結(jié)構(gòu)和功能特性。”

顯微鏡下

研究中比較的兩種神經(jīng)元類型都來自蒼蠅的脊髓,通過在稱為突觸的連接處釋放神經(jīng)遞質(zhì)谷氨酸來控制肌肉。這些神經(jīng)元的主要功能差異在于,“階段性”神經(jīng)元連接到許多肌肉并偶爾釋放出大量的谷氨酸,而“補(bǔ)給性”神經(jīng)元每個只連接到一塊肌肉并提供更多的化學(xué)物質(zhì)的持續(xù)滴注。這種二元性也存在于人腦神經(jīng)元中,提供了靈活的控制范圍。

Picower 研究所博士后 Suresh Jetti 領(lǐng)導(dǎo)了 Littleton 實驗室的工作,以確定這兩個神經(jīng)元如何產(chǎn)生差異。研究小組首先對這兩種細(xì)胞類型在形式和功能上的差異進(jìn)行了異常深入的表征,然后對基因表達(dá)譜或轉(zhuǎn)錄組進(jìn)行了高度精確的觀察。

經(jīng)過仔細(xì)檢查,強(qiáng)直細(xì)胞和時相細(xì)胞表現(xiàn)出多種重要的差異。相位神經(jīng)元在單塊肌肉上產(chǎn)生的突觸比強(qiáng)直神經(jīng)元少,但由于它們支配更多的肌肉,因此相位神經(jīng)元必須產(chǎn)生大約四倍的突觸總數(shù)。由于樹突(通向細(xì)胞的分支)的范圍更廣,強(qiáng)直神經(jīng)元從其他神經(jīng)元獲得了更多的輸入。

在輸出方面,相位神經(jīng)元在受到刺激時會產(chǎn)生更強(qiáng)大的信號,并且比強(qiáng)直神經(jīng)元更有可能發(fā)送信號。分析表明,促進(jìn)谷氨酸釋放的突觸位點(稱為活性區(qū)(AZ))在階段性神經(jīng)元中比強(qiáng)直性神經(jīng)元 吸收更多的鈣離子。

一個特別新且有趣的發(fā)現(xiàn)是,強(qiáng)直神經(jīng)元和相位神經(jīng)元中的 AZ 呈現(xiàn)不同的形狀。強(qiáng)直 AZ 是圓形的,就像甜甜圈一樣,而相位 AZ 則更呈三角形或星形。利特爾頓推測,這種差異可能會讓更多的鈣離子涌入階段性活動區(qū),這或許可以解釋與強(qiáng)直性神經(jīng)元相比,它們會釋放更多的谷氨酸。

表達(dá)他們的差異

為了評估基因表達(dá),Jetti 采用了一種名為“isoform patchseq”的技術(shù),他在數(shù)百只果蠅中鑒定出了完全相同的強(qiáng)直和相位神經(jīng)元,并從它們各自的細(xì)胞核和細(xì)胞體中提取了 RNA。Littleton 說,這項技術(shù)雖然非常辛苦,但為團(tuán)隊提供了異常豐富的轉(zhuǎn)錄組信息,這些信息來自精確的感興趣的細(xì)胞,不僅包括兩種細(xì)胞類型之間基因表達(dá)的差異,還包括基因剪接和 RNA 編輯的差異是不同的。

總之,兩種神經(jīng)元類型之間 822 個基因的表達(dá)存在顯著差異。已知大約 35 個基因有助于引導(dǎo)軸突分支的生長,神經(jīng)元通過延伸軸突分支來與肌肉建立聯(lián)系,這一系列差異解釋了為什么強(qiáng)直神經(jīng)元只支配一塊肌肉,而階段性神經(jīng)元卻支配多塊肌肉。

其他差異表達(dá)基因與突觸的結(jié)構(gòu)和功能相關(guān),而其他 20 多個基因表明每個神經(jīng)元對輸入敏感的神經(jīng)調(diào)節(jié)化學(xué)物質(zhì)存在差異。

研究小組發(fā)現(xiàn),轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白在階段性神經(jīng)元中表達(dá)更為顯著,這或許可以解釋它們?nèi)绾螡M足在許多肌肉中形成更多突觸的更大需求。研究小組還發(fā)現(xiàn),強(qiáng)直性神經(jīng)元表達(dá)“唾液酸化”基因,將糖附著在突觸膜上的蛋白質(zhì)上,而階段性神經(jīng)元表達(dá)獨特的“泛素”基因,可以分解蛋白質(zhì)。

在記錄了哪些基因最顯著的不同后,研究小組開始通過破壞它們的功能并觀察其如何影響細(xì)胞來確定它們的作用。

例如,杰蒂、利特爾頓和同事發(fā)現(xiàn),干擾特定的泛素化基因會導(dǎo)致階段性神經(jīng)元突觸過度生長。與此同時,破壞唾液酸化會導(dǎo)致強(qiáng)直神經(jīng)元突觸生長不足。強(qiáng)直神經(jīng)元還表達(dá)了 40 倍多的一種名為 Wnt4 的基因,破壞 Wnt4 會減少該神經(jīng)元群中突觸的生長。

科學(xué)家們還發(fā)現(xiàn),相位神經(jīng)元表達(dá)的鈣離子緩沖基因比強(qiáng)直神經(jīng)元多 30 倍。當(dāng)他們突變該基因以破壞其功能時,他們發(fā)現(xiàn)通常具有較低基線鈣水平的相位神經(jīng)元現(xiàn)在表現(xiàn)出與強(qiáng)直神經(jīng)元類似的較高靜息鈣水平。

在另一項實驗中,他們表明可以通過干擾每個神經(jīng)元表達(dá)特別高的細(xì)胞骨架基因來明顯破壞每個細(xì)胞的 AZ 形狀。當(dāng)研究小組減少相位神經(jīng)元大量表達(dá)的基因時,它們的 AZ 變長,但強(qiáng)直 AZ 不受影響。當(dāng)研究小組減少相位神經(jīng)元高度表達(dá)的基因時,它們的 AZ 變得不那么圓,但不會影響相位細(xì)胞中的 AZ。

總而言之,該分析使研究小組能夠開始構(gòu)建使兩個細(xì)胞不同的分子差異模型,盡管利特爾頓表示,他們?nèi)匀恍枰龈嗟墓ぷ鱽砹私饣虮磉_(dá)差異的全部內(nèi)容如何定義兩個神經(jīng)元的獨特屬性。亞型。

標(biāo)簽:

免責(zé)聲明:本文由用戶上傳,如有侵權(quán)請聯(lián)系刪除!

最新文章