شنبه , مهر ۲۹ ۱۳۹۶
Home / آخرین اخبار / دنیای متنوع نورونها چگونه شکل می گیرد/رمز گشایی از فرآیند پیدایش تنوع نورونی

دنیای متنوع نورونها چگونه شکل می گیرد/رمز گشایی از فرآیند پیدایش تنوع نورونی

نوروسافاری | توسعه ی بخش کورتکس مغز، نقش مهمی را در تکامل گونه های مختلف و به طور خاص در انسان بازی میکند. به همین دلیل است که دانشمندان در حال مطالعه ی ساختارهای سلولی میکروسکوپی آن، با استفاده از متدهایی با کیفیت تشخیصی بالا هستند. دانشمندان علوم اعصاب در دانشگاه ژنو یا به اختصار UNIGE در کشور سوئیس، تنوع نورون های قشری (به طور دقیق تر نورون های بینابینی یا واسطه ای مهاری) را در دوره ی رشد و توسعه ی نزدیک به تولد مورد بررسی قرار دادند. آنها موفق شدند با رمزگشایی بیان ژنیِ ژنهای اختصاصی نوع سلول، ظهور و شکل گیری سه زیر گروه از نورون های بینابینی را کشف کرده و همچنین مکان دقیق و غالبا غیر منتطره ی آنها در کورتکس را شناسایی کنند.  

به گزارش نوروسافاری به نقل از ساینس نیوزلاین، نتایج این مطالعه که در ژورنال Nature Communications منتشر شده است، دری به سوی درکی دقیق تر از مکانیزم های پیچیده ی اختصاصی انواع سلولها، که زمینه ساز بروز اختلالات رشد نورونی مانند اسکیزوفرنی و اوتیسم هستند، باز خواهد کرد. این مقوله به محققان کمک میکند تا نحوه ی تاثیر اختلالات ژنتیکی مرتبط با بیماری های روانپزشکی بر شکل گیری و ظهور زیر-نوع های نورونی را کشف کرده و مداخلات نوینی را به صورت اختصاصی برای انواع سلولی خاص طراحی کنند.

کورتکس مغز ما شامل دو دسته ی اصلی از نورون ها است: نورون های تحریکی با فراوانی حدودی ۸۰ درصد، که فعالیت اصلی قشری را تولید میکنند و نورون های (بینابینی) مهاری با فراوانی حدود ۲۰ درصد، که فعالیت ذکر شده را به دقت تنطیم میکنند. بنابراین عملکرد قشری مغز به همین تنوع نورونی وابسته است که شامل زیر-نوع نورون های بینابینی تحریکی و مهاری است. تیم تحقیقاتی الکساندر دایر، استاد دپارتمان روانپزشکی و علوم اعصاب بنیادی در دانشکده ی پزشکی دانشگاه ژنو، به مطالعه نورون های مهاری در دوران جنینی و فاز پس از زایمان پرداخت. در بزرگسالان بیش از ۲۰ زیر-نوع از نورون های بینابینی شناسایی شده است. اما این نورون ها چه زمانی پدیدار میشوند؟ چه زمانی از بقیه متفاوت میشوند؟

پدیدار شدن و تمایز نورون ها

الکساندر دایر اینگونه توضیح میدهد:” ما برای کشف پاسخ این سوالات از موش های تراریخته استفاده کردیم به طوری که انواع خاصی از نورون های بینابینی مهاری، به وسیله ی مولکول های فلورسنت برچسب خوردند. این سلول های برچسب خورده ی فلورسنت در مراحل اولیه ی توسعه و رشد، دقیقا قبل از تولد موش و چند روز بعد از تولد، مورد مطالعه قرار گرفتند. نورون های برچسب خورده، توسط تکنیکی به نام “مرتب سازی سلولیِ فعال شده توسط فلورسنس” (fluorescence activated cell sorting)، از سایر سلول های کورتکس ایزوله شدند و کد ژنتیکی هر کدام از این سلول های عصبی با استفاده از تکنیک single-cell transcriptomics آنالیز شد. در حال حاضر، ابزارهایی وجود دارند که امکان دسترسی به فضای بیان ژنی هر سلول را در زمان مشخص شده (حین رشد و توسعه) برای ما فراهم میکنند، بنابراین، تنوع مولکولی در انواع سلولها در حال واکاوی شدن است.

با توجه به توالی ژنهای متعلق به این سلول های عصبی منحصر به فرد، ابزارهای بیوانفورماتیک به دانشمندان اجازه میدهد تا زیر گروه های متمایز نورون های بینابینی را شناسایی کرده و زمان بندی ظهور هر کدام را در دوران اولیه ی پس از تولید ردیابی کنند. آنها کشف کردند که محل فیزیکی انواع این نورون های بینابینی مهاری بر اساس هویت ژنتیکی هر کدام متفاوت است. دکتر دایر اضافه کرد:” شگفت انگیز است که یکی از انواع این زیر گروه ها، بر عکس حالتی که معمولا رخ میدهد، در بخش ماده ی سفید قشری جای گرفته بود نه در ماده ی خاکستری.” در واقع ماده ی سفید قشری حاوی فیبرهای بسیار زیادی است که اطلاعات فعالیت نورونی را بین دو منطقه ی قشری انتقال میدهد. دانشمندان علوم اعصاب دانشگاه ژنو هنوز باید نقش این زیر گروه از نورون های بینابینی، که در ماده ی سفید واقع شده است را بررسی کرده و نحوه ی ظهور این تنوع بزرگ از نورون های بینابینی مهاری را کشف کنند.

یک پایگاه داده جدید

یک آنالیز دقیق از الگوهای بیان ژنی اختصاصی نوع سلول، از زیر گروه های این سه نوع اصلی نورون های بینابینی مهاری، برای جامعه ی علمی به صورت آنلاین در دسترس قرار گرفته است. این مطالعه زمانی اهمیت پیدا میکند که بخواهیم در مورد اختلالات رشد و نمو نورونی پژوهش کنیم زیرا نورون های بینابینی قشری هدف خاص بیماری های روانپزشکی مانند اسکیزوفرنی و اوتیسم هستند. الکساندر دایر اینگونه توضیح میدهد:” سپاس از روش single-cell transcriptomics که ما را قادر ساخت تا الگوهای بیان ژنی را، برای هر سلول عصبی، در بازه ی زمانی مشخص شده در دوران رشد و نمو عادی، ترسیم کنیم. پس از این ما میتوانیم از این پایگاه داده ی مرجع استفاده کرده و تعیین کنیم که انواع اختلالات رشد و نمو نورونی چه تاثیر خاصی را بر هر یک از انواع سلولی در دوره ی رشد میگذارد.” نورون های بینابینی قشری نقشی کلیدی در آسیب شناسی فیزیولوژیک بیماری های روانپزشکی بازی میکنند. اکنون لازم است تا زمان و نحوه ی تاثیر ژن های مرتبط با بروز ریسک اختلال های روانپزشکی را بر روی زیر-نوع های نورون های بینابینی مشخص کرده و به آزمایش روی درمانهایی بپردازیم که در بازه ی زمانی مشخصی میتوانند نوع خاصی از سلول های عصبی را هدف قرار دهند. در واقع این مقوله، جهت گیری تیم تحقیقاتی دکتر دایر، طبق چارچوب مرکز ملی تحقیقات – Synapsy خواهد بود.

 

ترجمه: سید محمد رضا گواهی- وبسایت نوروسافاری

لینک گزارش خبری در سایت science news line :

Deciphering the emergence of neuronal diversity

لینک مقاله ی پژوهشی در ژورنال Nature Communications :

Transcriptomic and anatomic parcellation of 5-HT3AR expressing cortical interneuron subtypes revealed by single-cell RNA sequencing

Check Also

اتحاد دانشمندان سراسر جهان برای رمزگشایی مغز / تلاش هماهنگ مراکز تحقیقاتی علوم اعصاب

نوروسافاری | آزمایشگاه بین‌المللی مغز (IBL) محققانی از اروپا و آمریکا را با هدف فهم …

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *