Atlas genetik baru perkembangan otak

ringkasan: Para peneliti telah membuat atlas yang merinci perkembangan genetik awal otak dari minggu ke 6 hingga 13 perkembangan janin. Penelitian baru ini memberikan pandangan komprehensif mengenai regulasi gen di berbagai wilayah otak, melampaui penelitian sebelumnya yang berfokus terutama pada korteks.

Atlas ini diharapkan dapat membantu memahami kesalahan perkembangan yang menyebabkan tumor otak pada anak-anak dan dapat membantu mengembangkan pengobatan yang tepat sasaran. Selain itu, penelitian ini merupakan bagian dari proyek Atlas Sel Perkembangan Manusia yang lebih luas, yang bertujuan untuk memetakan perkembangan genetik berbagai organ.

Fakta-fakta kunci:

1. Pemetaan otak ekstensif: Atlas ini memberikan peta rinci tentang aktivasi gen dan perkembangan sel di otak selama tahap awal embrio.
2. Aplikasi klinis potensial: Ide-ide dalam atlas ini digunakan untuk mempelajari dan memahami asal usul kanker otak anak, yang dapat mengarah pada strategi pengobatan baru.
3. Upaya penelitian kolaboratif: Penelitian ini merupakan bagian dari upaya yang lebih besar, yang didanai oleh lembaga-lembaga terkemuka, untuk menciptakan atlas seluler komprehensif dari berbagai organ, sehingga meningkatkan pemahaman kita tentang perkembangan manusia dan penyakit.

sumber: Institut Karolinska

Dalam sebuah artikel yang diterbitkan di alamPeneliti dari Karolinska Institutet menyajikan atlas perkembangan otak awal.

Atlas tersebut antara lain dapat digunakan untuk mengetahui apa yang salah dalam perkembangan tumor otak pada anak serta untuk menemukan pengobatan baru.

Sebuah tim peneliti internasional yang dipimpin oleh Karolinska Institutet telah memetakan perkembangan genetik awal otak dan kini dapat memberikan atlas perkembangan janin antara minggu ke 6 dan 13.

“Ini adalah studi komprehensif pertama tentang perkembangan otak dengan fokus pada regulasi gen. Penelitian sebelumnya hampir selalu berfokus pada korteks, atau korteks serebral.” “Studi kami adalah pemetaan sistematis seluruh otak sehingga semua wilayah dapat dibandingkan. satu sama lain.”

Ketika otak mulai berkembang pada awal janin, otak mulai menyerupai tabung, dengan dinding tabung berkembang menjadi otak dan bagian tengah tabung yang berisi cairan menjadi ventrikel, rongga otak.

Antara minggu ke 6 dan 13 kehamilan, terjadi spesialisasi sel yang cepat di dinding tuba. Hal ini terjadi melalui reaksi berantai yang sangat kompleks di mana zat disekresikan yang merangsang sel pertama berkembang dengan cara tertentu. Sel-sel ini kemudian mengeluarkan sinyal tambahan yang mengontrol tahap perkembangan sel selanjutnya, dan seterusnya.

Sinyal tersebut mengaktifkan gen yang menghasilkan protein yang dikhususkan pada tipe sel berbeda dan juga bertindak sebagai sinyal baru.

“Proses bagaimana, dalam urutan apa, dan dalam jenis sel apa gen diaktifkan selama proses pembentukan otak inilah yang kami pelajari,” kata Steen Linarson. “Kami ingin mengikuti proses dari DNA ke RNA, hingga protein dalam setiap langkah”.

Penelitian tersebut dilakukan dengan menggunakan metode yang dapat mengukur daerah aktif pada untaian DNA dan RNA yang terbentuk pada individu sel. Para peneliti kemudian menyatukan teka-teki tersebut dan kini dapat memberikan peta cara kerjanya.

Penelitian ini merupakan bagian dari proyek besar Swedia “Human Developmental Cell Atlas” di mana beberapa kelompok penelitian telah mempelajari perkembangan genetik otak, jantung, paru-paru, dll. Penelitian mengenai proyek ini kini terus berjalan dan para peneliti menggunakan peta tersebut untuk menemukan jawaban atas apa yang salah pada penyakit ini.

“Saat ini kami sedang mempelajari kemunculan kanker otak pada anak-anak. Untungnya penyakit ini jarang terjadi, namun di antara berbagai penyakit yang menyebabkan kematian pada anak, penyakit ini merupakan salah satu penyakit yang paling umum.

“Kami mempelajari tumor yang muncul selama perkembangan otak embrionik dan menggunakan atlas untuk mencoba memahami mekanisme perkembangan normal yang salah dan bagaimana hal ini mengarah pada pembentukan tumor dan pertumbuhan tumor,” kata Steen Linarson.

Pembiayaan: Penelitian ini didanai oleh Erling-Persson Family Foundation, Knut and Alice Wallenberg Foundation, Swedish Foundation for Strategic Research, dan EC Horizon 2020. Sten Lennarsson adalah penasihat ilmiah untuk Moleculent, Combigene, dan Center of Excellence in Immunotherapy di Universitas dari Oslo. Dia dan penulis pertama Camille Mannin juga merupakan pemegang saham di EEL Transcriptomics AB, yang memegang hak kekayaan intelektual atas EEL-FISH.

Tentang berita penelitian genetika dan perkembangan saraf

pengarang: Sten Linarson
sumber: Institut Karolinska
komunikasi: Sten Lennarsson – Institut Karolinska
gambar: Gambar dikreditkan ke Berita Neuroscience

Pencarian asli: Akses terbuka.
“Aksesibilitas kromatin selama perkembangan saraf manusia pada trimester pertama“Oleh Sten Lennarsson dkk. alam

ringkasan

Aksesibilitas kromatin selama perkembangan saraf manusia pada trimester pertama

Otak manusia berkembang melalui serangkaian peristiwa pola yang diatur secara ketat, yang disebabkan oleh ekspresi faktor transkripsi dan perubahan aksesibilitas kromatin.

Meskipun ekspresi gen di otak yang sedang berkembang telah dijelaskan pada resolusi sel tunggal, atlas aksesibilitas kromatin serupa berfokus terutama pada otak depan.

Di sini kami menggambarkan aksesibilitas kromatin dan ekspresi gen berpasangan di seluruh otak manusia yang sedang berkembang selama trimester pertama (6-13 minggu pasca pembuahan).

Kami mengidentifikasi 135 cluster dan menggunakan pengukuran multipartit untuk mengkorelasikan kandidat Persemakmuran Negara-Negara Merdeka– Elemen pengatur ekspresi gen. Jumlah area yang dapat diakses meningkat seiring bertambahnya usia dan seiring dengan diferensiasi saraf.

Dengan menggunakan jaringan saraf konvolusional, kami mengidentifikasi situs pengikatan faktor transkripsi fungsional yang diduga pada peningkat yang membedakan subtipe saraf.

Kami telah menerapkan model ini Persemakmuran Negara-Negara Merdeka– Elemen organisasi terkait Isrrb Untuk menjelaskan mekanisme aktivasi pada garis keturunan sel Purkinje.

Terakhir, dengan menghubungkan polimorfisme nukleotida tunggal yang terkait dengan penyakit Persemakmuran Negara-Negara Merdeka-Elemen regulasi Kami memvalidasi mekanisme patogenik yang diduga pada beberapa penyakit dan mengidentifikasi neuron GABAergik yang diturunkan dari otak tengah sebagai yang paling rentan terhadap mutasi yang terkait dengan gangguan depresi mayor.

Temuan kami memberikan pandangan yang lebih rinci tentang mekanisme pengaturan genetik utama yang mendasari munculnya tipe sel otak selama trimester pertama dan referensi komprehensif untuk studi perkembangan saraf manusia di masa depan.