Нейробіологи класифікували нервові клітини людського мозку, що відрізняються активністю генів і функціями. Результати дослідження опубліковані в спеціальному випуску журналу Science.
Міжнародна група вчених під керівництвом Інституту біологічних досліджень Солка склала атлас, що описує різні підтипи клітин людського мозку. Нейробіологи проаналізували понад півмільйона клітин головного мозку трьох осіб, щоб описати 188 типів клітин з різними активними генами, що становлять людський мозок в безпрецедентних деталях.
Кожна клітина організму містить одну і ту ж послідовність ДНК, але в різних типах «зчитуються», транслюються в РНК і використовуються для виробництва білків різні гени. Різноманітність білків забезпечує функціональні відмінності між клітинами і складність мозку.
Дослідження мозку людини засноване на методі, який раніше дослідники з Інституту Солка використовували для визначення підтипів клітин головного мозку у мишей. У 2020 році вчені профілювали 161 тип клітин в мозку миші на основі метилових хімічних маркерів уздовж ДНК. Ці маркери визначають, коли певні гени включаються або вимикаються.
Схема дослідження. Зображення: Wei Tian et al., Science
У новому дослідженні вчені використовували ті ж інструменти для визначення закономірностей метилування ДНК в більш ніж 500 000 клітинах мозку з 46 областей мозку трьох здорових дорослих чоловіків. У той час як мозок мишей практично однаковий у різних тварин і містить близько 80 млн нейронів, людський мозок різниться набагато більше і містить близько 80 млрд нейронів.
Щоб підвищити точність результатів, дослідники також використовували другий метод, який аналізував тривимірну структуру молекул ДНК в кожній клітині, щоб отримати додаткову інформацію про те, які послідовності генів активно використовуються. Області ДНК, які піддаються впливу, з більшою ймовірністю будуть доступні клітинам, ніж щільно згорнуті ділянки ДНК.
Сукупний аналіз дозволив виявити і описати 188 різних підтипів клітин головного мозку людини. Знання того, як від яких послідовностей ДНК функціонують різні типи клітин, має вирішальне значення не тільки для розуміння того, як працює мозок, але і для того, щоб зрозуміти, як мутації в ДНК можуть викликати захворювання головного мозку і, відповідно, як лікувати ці розлади.
Це дослідження — частина масштабної ініціативи BRAIN, спрямованої на опис всієї безлічі клітин в мозку ссавців. У спеціальному випуску журналу Science опубліковано 21 дослідження вчених, що використовують різні методи для опису різноманіття клітин головного мозку в дорослому і який формується мозку людини та інших приматів.