新的见解在监管机制支撑皮质神经元的发展

大脑皮层神经元,在哺乳动物大脑区域参与复杂的运动功能,感官知觉和认知,可以有不同的品质和特点。众所周知,这些神经元形成胚胎发育期间,出生后继续发展和它们的属性和功能。

许多过去的神经科学研究调查的形成和发展大脑皮层神经元。然而,到目前为止这些已经能够明确监管机制,巩固他们的出生之前和之后逐步成熟的过程。

哈佛大学的研究人员,Broad研究所,麻省理工学院(MIT)的马克斯普朗克研究所精神病学和其他机构在欧洲最近进行了深入集成单细胞外遗传性和个人皮层细胞的转录分析大脑老鼠和狨猴。他们的发现发表在自然神经科学,揭示监管一些新的策略控制的早期和晚期发展不同类型的细胞在大脑皮层。

“我们想了解神经元在大脑皮层,大脑中负责技术运动功能的区域,感官知觉认知,生成并连接在一起,”之一的Paola Arlotta研究人员进行的这项研究,告诉MedicalXpress。“我们一直在研究这些过程近二十年,我们最近的研究增加了另一个谜。”

获得更多的了解监管策略支撑皮质神经元的发展,Arlotta和她的同事们进行了一些分析使用不同的先进的技术和遗传方法。这些方法允许他们来定义基因优先表达的个人类型的神经元在不同的年龄。

的团队分析了从老鼠的大脑皮质神经元和不同年龄的狨猴。在这些不同的年龄段,神经元在不同的发展阶段,因此他们有不同的特点。

“我们看多个年龄,当神经元正在做不同的事情,如出生或连接到其他神经元或回应环境刺激”,Arlotta解释说。“我们也看了看是否的基因组区域调节生产这样的基因可以在一个或另一个时代。这允许我们定义基因是否活跃和机制来控制它们。随着时间的推移我们还跨物种。”

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单细胞外遗传性和转录分析进行的研究产生了一些有趣的发现。最值得注意的是,Arlotta和她的同事们发现,在生命早期的神经元,在出生时,大脑皮层调节他们的基因用“简单”监管策略。

“事实证明,这样的监管机制是体内其他细胞类型更广泛的使用,甚至在大脑之外,并保存在进化过程中;像一个电影剧本,已经使用过,”Arlotta说。“然而,以后,当神经元线和应对环境线索,他们使用更多的“复杂”的监管机制,显得更加独特的大脑;几乎像一个新的屏幕玩需要描述更多的生物神经元的动态方面。”

这组研究人员最近的工作表明,随着大脑皮层神经元的发展和成熟,大脑皮层在老鼠和狨猴的大脑适应的策略调节他们的基因。在他们的论文中,Arlotta和她的同事们表明,这种时间管理机制的转变可能反映了独特的进化约束不同的发育事件发生在大脑皮层。

“我想我们的研究结果如下:进化变异的机制,控制脑细胞的制作可能包含,最有可能因为错误在这个过程中不会轻易容忍,“Arlotta补充道。“然而,当神经元需要线和动态适应环境,然后是对他们有利的有更多的自由度在基因调控空间允许也许更复杂和不可预测,功能结果。”