解码神经多样性的基石

在他标志性的书,宇宙,卡尔·萨根写道,大脑皮层是“物质转化为意识。“这深刻的函数需要大约160亿个神经元,根据其形态进行分类,分子属性,和连接。有趣的是在出生时,大多数神经元在大脑皮层,包括高度多样化的锥体神经元,已经生成。这些神经元已经拥有的指令,将塑造和维护他们的个人身份成熟的大脑皮层。

解决分子指令驾驶锥体神经元规范,Molyneaux等人使用基于抗体的纯化方法分离出纯subcerebral锥体神经元群(SCPN),胼胝体的锥体神经元(cpn)和corticothalamic锥体神经元(CthPNs)在不同阶段的胚胎corticogenesis鼠标。这些净化神经元亚型接受了由高通量RNA-sequencing whole-transcriptome分析描绘转录动力学影响和完善在开发过程中神经元的身份。

大量的差异表达基因,信使rna亚型和长非编码rna (lncRNAs)识别并分为基因簇的水平和时间在每个神经元亚型表达。其中,Molyneaux和他的同事们发现,细胞表面分子的表达,甚至那些在同一类(例如g蛋白耦合受体或metabotropic谷氨酸受体),不同亚型和强劲的神经元指标之间的身份。此外,每个神经元亚型可能使用不同的转录机制(如使用多个启动子和转录启动网站)生产替代相同基因的mRNA亚型。例如,表达同种型之一Lrrtm4与突触发育相关的基因,增加在SCPNs而减少在CThPNs corticogenesis的进程。

到目前为止,只有少数已知形状的监管网络神经元的身份,其中大部分是从研究推导出上位对基因之间的关系。大规模的方法受雇于Molyneaux等人表明血统的承诺是一个更为复杂和多方面的过程,特别是在转录水平。为了方便进一步解剖这些发现,作者开发了一个交互式数据库,去杂质。这个资源允许调查人员查询、可视化和操纵这些研究的结果。这也将作为未来的转录组数据存储库获得特定的神经元数量。与这个资源,进一步描述每个分子的球员,一个全面的理解机制,工程师在大脑皮层神经元的多样性将会实现。

出版

1. Molyneaux BJ,高夫洛杉矶,Brettler AC,陈HH,棕色的小,Hrvatin年代,Rinn杰,Arlotta P (2015)去杂质:全基因组分析体内转录动力学在大脑皮层锥体神经元命运选择。神经元85:1-14。doi: 10.1016 / j.neuron.2014.12.024