ONSDAG 24. OKTOBER, 2012
Et team af neurovidenskabsmænd fra Cold Spring Harbor-laboratoriet (New York) har foreslået en revolutionerende ny måde at bestemme potentialet for neuronal forbindelse ('connectome') for hele musehjernen i et essay, der er offentliggjort i tidsskriftet 'PLoS Biology' '.
Holdet, ledet af professor Anthony Zador, sigter mod at give en komplet beskrivelse af neuronal forbindelse. På nuværende tidspunkt er den eneste metode til opnåelse af denne information med høj præcision baseret på undersøgelsen af synapsen af hver celle ved hjælp af elektronmikroskopi; Men metoden er langsom, dyr og kræver en masse arbejde.
Nu har Zador og hans samarbejdspartnere foreslået højtydende DNA-sekventering for at teste forbindelse mellem neuronale kredsløb i samme opløsning som for individuelle neuroner. Ifølge forskeren "agter vi at gøre det gennem en proces, vi udvikler, kaldet BOINC: stregkoden for hver af de neurale forbindelser."
Forslaget kommer på et tidspunkt, hvor flere videnskabelige teams i De Forenede Stater gør fremskridt i deres bestræbelser på at kortlægge hjerneforbindelser hos pattedyr. Disse undersøgelser bruger injektioner af sporstoffarvestoffer eller vira til at kortlægge neurale forbindelser i en mesoskopisk skala - en mellemopløsning, der gør det muligt at spore neuronfibre mellem hjerneområder.
Imidlertid ønsker Zador-teamet at spore forbindelse via den nævnte mesoskopiske skala på niveau med synaptiske kontakter mellem par af individuelle neuroner. BOINC-stregkodeteknikken kan ifølge Zador "give et øjeblikkeligt billede af de processer, der udføres af et kredsløb." På den anden side lover BOINC-metoden at være meget hurtigere og billigere end fremgangsmåder baseret på elektronmikroskopi.
BOINC-metoden består af tre trin. For det første er hver neuron mærket med en specifik DNA-stregkode - en stregkode, der kun består af 20 tilfældige 'bogstaver' af DNA, kan mærke en milliard neuroner, mange flere end dem i musens hjerne .
Det andet trin fokuserer på neuroner, der er synaptisk forbundet og deres respektive stregkodeassocierede. Dette opnås med en virus - såsom pseudorabiesvirus - der kan flytte genetisk materiale gennem synapser. "For at dele stregkoder gennem synapser, skal virussen designes til at bære stregkoden inden for sin egen genetiske sekvens, " forklarer Zador, "efter at virussen spreder sig gennem synapserne, hver neuron slutter med en stregkodesæk, der inkluderer sin egen kode og de af dens synaptisk koblede partnere. "
Det tredje trin i fremgangsmåden består i foreningen af stregkoder for de synaptisk forbundne neuroner for at skabe individuelle DNA-stykker, som derefter kan læses gennem ydeevne-metoder til høj sekventering. Disse dobbelte stregkodesekvenser kan beregnes beregningsmæssigt for at afsløre det synaptiske ledningsdiagram for hjernen.
Sammen siger Zador, hvis BOINC passerer testfasen, vil det tilbyde en billig og hurtig måde at kortlægge en forbindelse, endda pattedyrhjernekomplekser.
Kilde:
Tags:
Check-Out Sundhed Seksualitet
Et team af neurovidenskabsmænd fra Cold Spring Harbor-laboratoriet (New York) har foreslået en revolutionerende ny måde at bestemme potentialet for neuronal forbindelse ('connectome') for hele musehjernen i et essay, der er offentliggjort i tidsskriftet 'PLoS Biology' '.
Holdet, ledet af professor Anthony Zador, sigter mod at give en komplet beskrivelse af neuronal forbindelse. På nuværende tidspunkt er den eneste metode til opnåelse af denne information med høj præcision baseret på undersøgelsen af synapsen af hver celle ved hjælp af elektronmikroskopi; Men metoden er langsom, dyr og kræver en masse arbejde.
Nu har Zador og hans samarbejdspartnere foreslået højtydende DNA-sekventering for at teste forbindelse mellem neuronale kredsløb i samme opløsning som for individuelle neuroner. Ifølge forskeren "agter vi at gøre det gennem en proces, vi udvikler, kaldet BOINC: stregkoden for hver af de neurale forbindelser."
Forslaget kommer på et tidspunkt, hvor flere videnskabelige teams i De Forenede Stater gør fremskridt i deres bestræbelser på at kortlægge hjerneforbindelser hos pattedyr. Disse undersøgelser bruger injektioner af sporstoffarvestoffer eller vira til at kortlægge neurale forbindelser i en mesoskopisk skala - en mellemopløsning, der gør det muligt at spore neuronfibre mellem hjerneområder.
Imidlertid ønsker Zador-teamet at spore forbindelse via den nævnte mesoskopiske skala på niveau med synaptiske kontakter mellem par af individuelle neuroner. BOINC-stregkodeteknikken kan ifølge Zador "give et øjeblikkeligt billede af de processer, der udføres af et kredsløb." På den anden side lover BOINC-metoden at være meget hurtigere og billigere end fremgangsmåder baseret på elektronmikroskopi.
BOINC-metoden består af tre trin. For det første er hver neuron mærket med en specifik DNA-stregkode - en stregkode, der kun består af 20 tilfældige 'bogstaver' af DNA, kan mærke en milliard neuroner, mange flere end dem i musens hjerne .
Det andet trin fokuserer på neuroner, der er synaptisk forbundet og deres respektive stregkodeassocierede. Dette opnås med en virus - såsom pseudorabiesvirus - der kan flytte genetisk materiale gennem synapser. "For at dele stregkoder gennem synapser, skal virussen designes til at bære stregkoden inden for sin egen genetiske sekvens, " forklarer Zador, "efter at virussen spreder sig gennem synapserne, hver neuron slutter med en stregkodesæk, der inkluderer sin egen kode og de af dens synaptisk koblede partnere. "
Det tredje trin i fremgangsmåden består i foreningen af stregkoder for de synaptisk forbundne neuroner for at skabe individuelle DNA-stykker, som derefter kan læses gennem ydeevne-metoder til høj sekventering. Disse dobbelte stregkodesekvenser kan beregnes beregningsmæssigt for at afsløre det synaptiske ledningsdiagram for hjernen.
Sammen siger Zador, hvis BOINC passerer testfasen, vil det tilbyde en billig og hurtig måde at kortlægge en forbindelse, endda pattedyrhjernekomplekser.
Kilde:
