系统地追踪大脑微妙的突变,

工具可以跟踪和空间地图“马赛克”大脑的突变

DNA序列曾经被认为是相同的从细胞到细胞,但它是越来越明白突变可以产生在大脑发育影响只有某些群体的脑细胞。技术开发在波士顿儿童医院允许这些微妙的突变模式被追踪和映射空间第一次。遗传学研究的这种能力是一个重要的进步,提供了一种新方法研究正常的大脑和大脑疾病如癫痫和自闭症。

在1月7日发行的描述神经元,该技术使用“深”,高度敏感的全基因组测序的单一神经元和新技术,识别DNA插入比特反转位子活动造成的,所谓的体细胞突变的几种之一,随着大脑的发育出现。

技术回升体细胞突变,影响大脑的一小部分的细胞,“马赛克”模式。它还允许“血统追踪”,显示出在大脑发育时出现突变,以及他们如何通过大脑组织传播的变异细胞生长、复制和迁移,携带突变。

”有很多遗传多样性从一个神经元,这工作得到体细胞突变是如何分布在大脑中,”克里斯托弗·沃尔什说,医学博士,博士,首席的遗传学和基因组学在波士顿儿童和文章的第二作者在纸上。“一些突变可能发生大脑的一侧,而不是其他。一些可能是集群分布,影响一个回(褶皱)的大脑,破坏一点点皮质的一部分。”

研究了大脑组织的一位已故的17岁的神经正常,抽样30多个大脑的位置。它建立在2012年发表的沃尔什实验室工作,开发方法单一神经元的基因组序列,并第一次代表单一神经元已经全部测序。单细胞技术比平时更好地检测微妙镶嵌性DNA测序方法,该序列数千或数百万细胞混合在一起并宣读平均为示例。

大脑体细胞突变,影响只有口袋里的细胞,是有害的,并被认为是一个可能导致孤独症等神经发育障碍、癫痫或智力缺陷(见这对进一步评论文章的背景)。但他们也可以完全良性的或只是一个微妙的影响。

“我们的发现是有趣的因为他们认为,每一个正常的大脑实际上可能是一个马赛克的焦体细胞突变,但在正常个体最可能沉默或无害,“Gilad Evrony说,博士,在沃尔什实验室,co-first作者神经元纸。“这些相同的技术现在可以用于研究那些死于不明原因的大脑神经精神疾病,以确定体细胞突变可能是病因。”

最后,Evrony说,这一发现提供了理论水平的一个系统化的方法来研究大脑细胞分散和迁移在开发期间,“没有可以做的事情在人类之前,”他说。

Co-first作家爱丽丝Eunjung Lee博士实验室的Peter公园,博士,哈佛医学院生物医学信息学中心,开发研究的逆转录转座子分析工具,检测体细胞逆转录转座子突变单细胞测序数据。

镜像这些发现,沃尔什的实验室在2014年发表的研究使用单一神经元测序检测拷贝数变异——另一种类型的突变影响染色体或染色体片段的副本的数量。研究发现,这些突变可以发生在正常和病变的神经大脑。

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波士顿儿童医院新闻稿

出版

吉拉德·d·Evrony Eunjung Lee Bhaven k·梅赫塔尤Benjamini,罗伯特·约翰逊,Xuyu Cai,力行,诗篇Haseley,希勒尔美国莱曼,Peter j .公园,克里斯托弗·a·沃尔什。在人类大脑细胞谱系分析内生Retroelements使用。神经元,2015年1月7日发表。doi: 10.1016 / j.neuron.2014.12.028