El Mouse Brain Atlas es un esfuerzo multianual y multiinstitucional para analizar la gen\u00f3mica subyacente a la forma y funci\u00f3n del cerebro del rat\u00f3n, que sirve como modelo para investigaci\u00f3n humana. Cr\u00e9dito: Allen Brain Institute <\/p>\n
Los circuitos del cerebro humano contienen m\u00e1s de 100 mil millones de neuronas, cada una conectada a muchas otras neuronas a trav\u00e9s de miles de conexiones sin\u00e1pticas, lo que da como resultado un \u00f3rgano de tres libras que es profundamente m\u00e1s complejo que la suma de sus innumerables partes. <\/p>\n
En los \u00faltimos a\u00f1os, sin embargo, los avances transformadores en im\u00e1genes, secuenciaci\u00f3n y tecnolog\u00edas computacionales han abierto la posibilidad de mapear un cerebro humano verdaderamente a la resoluci\u00f3n de sus componentes moleculares y celulares. Si bien ese objetivo final a\u00fan no se ha logrado, los investigadores han progresado constantemente con un esfuerzo m\u00e1s peque\u00f1o, pero no menos trascendental: un atlas del cerebro del rat\u00f3n.<\/p>\n
En una edici\u00f3n especial de Nature, que se publicar\u00e1 en l\u00ednea el 7 de octubre, 2021, investigadores de la Universidad de California en San Diego, junto con colegas de todo el pa\u00eds, describen su progreso en la recopilaci\u00f3n de art\u00edculos. Dos de los art\u00edculos, en los que los cient\u00edficos de UC San Diego se desempe\u00f1aron como autores principales, refinan a\u00fan m\u00e1s la organizaci\u00f3n de las c\u00e9lulas dentro de las regiones clave del cerebro del rat\u00f3n y, de manera m\u00e1s cr\u00edtica, la organizaci\u00f3n de los factores y elementos transcript\u00f3micos, epigen\u00f3micos y reguladores que proporcionan estas c\u00e9lulas cerebrales. con funci\u00f3n y prop\u00f3sito.<\/p>\n
\u00abPara comprender realmente c\u00f3mo funciona el cerebro y, a partir de ese conocimiento, desarrollar nuevos medicamentos y terapias para mejorar la vida y la salud humanas, necesitamos ver y cuantificar la estructura, la organizaci\u00f3n y la funci\u00f3n del cerebro hacia abajo. al nivel de c\u00e9lulas individuales\u00bb, dijo Bing Ren, Ph.D., director del Centro de Epigen\u00f3mica, profesor de medicina celular y molecular en la Facultad de Medicina de UC San Diego y miembro del Instituto Ludwig para la Investigaci\u00f3n del C\u00e1ncer en UC San Diego. . <\/p>\n
\u00abLa profundidad y la especificidad son esenciales\u00bb, coincidi\u00f3 Eran A. Mukamel, Ph.D., director del Laboratorio de Din\u00e1mica del ADN Neural Computacional y profesor asociado en el Departamento de Ciencias Cognitivas de UC San Diego. \u00abQueremos una lista completa de piezas para el cerebro, que incluya no solo las ubicaciones y conexiones de las neuronas, sino tambi\u00e9n las huellas digitales epigen\u00e9ticas y moleculares que les dan su identidad especializada\u00bb. <\/p>\n
Elementos reguladores de genes<\/p>\n
Desde 2006, ha habido un esfuerzo internacional concertado para crear un atlas tridimensional del cerebro del rat\u00f3n, que es aproximadamente del tama\u00f1o de un guisante y est\u00e1 compuesto por de aproximadamente ocho a 14 millones de neuronas y c\u00e9lulas gliales. Aunque el cerebro del rat\u00f3n no es una versi\u00f3n en miniatura del cerebro humano, ha demostrado ser un modelo poderoso para estudiar muchas funciones, enfermedades y trastornos mentales del cerebro humano, en parte porque los genes responsables de construir y operar los \u00f3rganos humanos y de roedores son 90 por ciento id\u00e9nticos. <\/p>\n
En su art\u00edculo, el autor principal Ren, sus colegas y colaboradores del Center for Epigenomics se centraron en la creaci\u00f3n de un atlas de elementos reguladores de genes en el cerebro del rat\u00f3n, la regi\u00f3n evolutivamente m\u00e1s joven del cerebro que respalda la funci\u00f3n sensorial de alto nivel. percepci\u00f3n, control motor y funciones cognitivas. <\/p>\n
Encuestas recientes de cerebros humanos y de ratones han revelado que el cerebro contiene cientos de tipos de c\u00e9lulas neurales distribuidas en diferentes regiones, pero los programas reguladores de la transcripci\u00f3n son las direcciones responsables del patr\u00f3n \u00fanico de expresi\u00f3n g\u00e9nica de cada c\u00e9lula y, por lo tanto, de su identidad. y la funci\u00f3n siguen siendo desconocidos. <\/p>\n
El equipo de Ren investig\u00f3 la cromatina accesible (la materia de los cromosomas) en m\u00e1s de 800 000 n\u00facleos de c\u00e9lulas individuales de 45 ubicaciones en el cerebro de un rat\u00f3n adulto y luego us\u00f3 los datos para mapear el estado de 491 818 elementos de ADN reguladores en cis candidatos en 160 c\u00e9lulas distintas. tipos Los elementos reguladores cis son regiones de ADN no codificante que regulan la transcripci\u00f3n (copiar un segmento de ADN en ARN) de genes vecinos. <\/p>\n
Descubrieron que diferentes tipos de neuronas est\u00e1n ubicadas en distintas \u00e1reas del cerebro del rat\u00f3n, y la especificidad de su distribuci\u00f3n espacial y funci\u00f3n est\u00e1 correlacionada y probablemente impulsada por el conjunto \u00fanico de elementos de ADN reguladores en cis. dentro de cada tipo celular. De hecho, se demostr\u00f3 de forma independiente que algunos de los elementos espec\u00edficos del tipo de c\u00e9lula identificados por el equipo de Ren son suficientes para impulsar la expresi\u00f3n del gen informador en subclases espec\u00edficas de neuronas en el cerebro del rat\u00f3n.<\/p>\n
Sorprendentemente, la mayor\u00eda de los Los elementos reguladores en cis del cerebro de rat\u00f3n mapeados por los investigadores tienen secuencias hom\u00f3logas o similares en el genoma humano que pueden actuar como elementos reguladores y, por lo tanto, podr\u00edan usarse para anotar elementos reguladores de genes involucrados en la especificaci\u00f3n del tipo de c\u00e9lula cerebral humana. <\/p>\n
Ren dijo que los hallazgos proporcionan una base para el an\u00e1lisis integral de los programas de regulaci\u00f3n de genes del cerebro de los mam\u00edferos, incluidos los humanos, y pueden ayudar a interpretar variantes de riesgo no codificantes que contribuyen a diversas enfermedades y rasgos neurol\u00f3gicos en los humanos. <\/p>\n
Elementos transcript\u00f3micos y epigen\u00f3micos<\/p>\n
Cada c\u00e9lula o poblaci\u00f3n de c\u00e9lulas produce un patr\u00f3n \u00fanico de transcritos de ARNhebras de ARN transcritas a partir de ADN que transmiten instrucciones gen\u00e9ticas para las prote\u00ednas que dirigen y sustentan la vida. Se estima que cada segundo ocurren millones de reacciones qu\u00edmicas dentro de las c\u00e9lulas de los mam\u00edferos. Esa complejidad, combinada con conjuntos de datos cada vez mayores que describen las funciones de genes, grasas, prote\u00ednas, az\u00facares y otros actores en la biolog\u00eda celular, han complicado los esfuerzos para comprender c\u00f3mo se organiza y funciona el cerebro. <\/p>\n
Mukamel y sus colegas reunieron t\u00e9cnicas de secuenciaci\u00f3n avanzadas para centrarse en la corteza motora primaria del rat\u00f3n, una regi\u00f3n del cerebro fundamental para el movimiento. Generaron m\u00e1s de 500\u00a0000 transcriptomas y epigenomas, listados completos de todas las mol\u00e9culas de ARN y modificaciones de ADN que hacen que cada c\u00e9lula cerebral de rat\u00f3n sea \u00fanica.<\/p>\n
Usando nuevos modelos computacionales y estad\u00edsticos, crearon un atlas multimodal de 56 c\u00e9lulas neuronales tipos en la corteza motora primaria del rat\u00f3n que describe exhaustivamente sus caracter\u00edsticas moleculares, gen\u00f3micas y anat\u00f3micas. <\/p>\n
Mukamel dijo que el estudio mostr\u00f3 que cada c\u00e9lula cerebral tiene un patr\u00f3n coordinado de expresi\u00f3n g\u00e9nica y regulaci\u00f3n epigen\u00e9tica que se puede reconocer con alta fidelidad usando diferentes t\u00e9cnicas de secuenciaci\u00f3n. As\u00ed como un individuo tiene una escritura, rasgos faciales, patrones vocales y rasgos de personalidad caracter\u00edsticos, los autores encontraron que las firmas de ARN y ADN de los tipos de c\u00e9lulas en la corteza motora diferencian cada c\u00e9lula de sus vecinas. <\/p>\n
Y as\u00ed como nuestra individualidad humana contribuye a la fortaleza y diversidad de nuestras comunidades, dijo Mukamel, los patrones \u00fanicos de expresi\u00f3n y regulaci\u00f3n g\u00e9nica en los circuitos cerebrales respaldan una red muy diversa de c\u00e9lulas con roles especializados y funciones interdependientes. . <\/p>\n
Al combinar datos epigen\u00f3micos y transcript\u00f3micos de un n\u00famero sin precedentes de c\u00e9lulas, Mukamel dijo que el estudio demuestra el potencial de las tecnolog\u00edas de secuenciaci\u00f3n de c\u00e9lulas individuales para mapear de manera integral los tipos de c\u00e9lulas cerebrales, una lecci\u00f3n que ayudar\u00e1 a comprender los circuitos m\u00e1s complejos. del cerebro humano. <\/p>\n
Explore m\u00e1s<\/p>\n
Las \u00e1reas cerebrales relacionadas con la adicci\u00f3n examinadas en todas las especies explican algunos trastornos por uso de sustancias en humanos M\u00e1s informaci\u00f3n:<\/strong> \u00abUn atlas de elementos reguladores de genes en el cerebro de ratones adultos, Nature (2021) . doi.org\/10.1038\/s41586-021-03604-1<\/p>\n \u00abUn atlas de c\u00e9lulas transcript\u00f3micas y epigen\u00f3micas de la corteza motora primaria del rat\u00f3n, Nature (2021). doi.org\/10.1038\/s41586-021-03500-8 Informaci\u00f3n de la revista:<\/strong> Naturaleza <\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" El Mouse Brain Atlas es un esfuerzo multianual y multiinstitucional para analizar la gen\u00f3mica subyacente a la forma y funci\u00f3n del cerebro del rat\u00f3n, que sirve como modelo para investigaci\u00f3n humana. Cr\u00e9dito: Allen Brain Institute Los circuitos del cerebro humano contienen m\u00e1s de 100 mil millones de neuronas, cada una conectada a muchas otras neuronas … Continuar leyendo \u00abMapeo del cerebro del rat\u00f3n y, por extensi\u00f3n, tambi\u00e9n del cerebro humano\u00bb<\/span><\/a><\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"","ping_status":"","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[1],"tags":[],"class_list":["post-1251","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-general"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1251","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=1251"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1251\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=1251"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=1251"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=1251"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}