新方法调查大脑细胞发育的关系
我们的大脑是非常复杂的,执行无数复杂的过程让我们认为,移动和感觉。这仅仅是有可能的,因为巨大的大脑中不同细胞类型的多样性,每一个都有非常具体的函数。马克斯·普朗克神经生物学研究所的研究人员,加上一个国际研究小组,调查出现这种多样性。他们建立了一个方法来分析细胞的发育关系的老鼠的大脑。他们的研究结果显示,在细胞类型不是衡量相似性程度的关系:细胞相似的细胞类型通常是不相关的。相反,不同类型的细胞可以共享相同的起源。
我们的身体由数以百计的细胞类型,每个都有一个特定的函数。这些细胞可以有很大的不同在他们的属性,可以清楚地看到通过比较,例如,皮肤细胞的血细胞。然而,每个细胞有相同的基因信息。多样性是有可能的,因为细胞不要使用所有这些信息。每个单元格类型只激活它实际上需要的基因。这个子集然后翻译成RNA和蛋白质,导致一个非常特定的细胞类型。
在开发过程中大多数细胞命运的决定。当非专门化的细胞成熟过程成特定类型的细胞分化。没有分化,一个受精卵细胞不能产生有机体与不同的组织类型。最初,卵细胞形成任何细胞类型的能力。在其后代细胞,这种能力逐渐降低,这对胚胎发育,细胞通常只能分化成特定的细胞类型。
大量的大脑
特别大的大脑中发现多种细胞类型,大多数的神经胶质细胞和神经元。这些可以进一步分为各种专门的细胞类型:有超过100种不同类型为抑制性神经元。他们来自神经祖细胞分几次在发展的开始。之后,他们的女儿细胞产生不同的细胞类型。
一个未解决的问题仍然是如何巨大的多样性来自于未分化的细胞类型祖人类细胞在短短几周或几天的老鼠。基督教领导的一个国际研究小组Mayer调查机制,引起小鼠大脑细胞的多样性。研究人员特别感兴趣不同的细胞是否可以来自一个祖细胞,在什么时间点在开发过程中神经元的命运变得坚定。
条形码由人工DNA
科学家们开发出一种新技术标签祖细胞。为此,他们创造了数以百万计的人工DNA序列,所谓的条形码。通过在每个单元中插入一个条形码,成千上万的祖细胞被独特marked-similar用于扫描的条形码我们知道消费品。当一个标记细胞分裂时,它通过条形码的子细胞,从而能够识别哪些细胞彼此的后裔。研究人员将这种方法与单细胞RNA序列,识别所有活跃的基因在细胞。基于这一信息,他们能够barcode-marked细胞分类为不同的细胞类型。
通过结合这两种方法,科学家们表明,细胞类型以及它们之间的相似之处不能用于对发展做出假设关系:与普遍认为的相反,细胞相似的细胞类型通常不能追溯到一个共同的起源在发展。这意味着无关的祖细胞可以产生类似的细胞类型(融合)。
不同的细胞类型从一个祖细胞
科学家们也能够证明相反的场景在抑制性神经元:甚至在不同的大脑结构不同的细胞可以源自相同的祖细胞(分歧)。在这种情况下,祖细胞似乎确定神经元的fate-differentiation因此开始的祖细胞后来,而不是由于外部信号。因此,一个祖细胞可以产生不同的神经元细胞类型,令人惊讶的是直到开发时间点时认为这可能不复存在。
科学家们认为,根据这些结果,神经发育障碍在未来将会更好的理解。例如,研究细胞的发育关系可以提供信息为什么某些团体的神经元受到基因突变的影响,导致神经和精神疾病。此外,新方法可以扩展到任何其他组织类型,从而打开了一个巨大的谱可能的应用程序。
