當(dāng)一個人穿越崎嶇地形時，地圖會派上用場。它們還幫助研究人員研究大腦的復(fù)雜組織。馬克斯普朗克生物智能研究所的科學(xué)家們?yōu)榘唏R魚的大腦繪制了一套新的地圖。他們用單細(xì)胞分辨率確定了數(shù)百個基因的活性，并將這些圖譜組裝成一個交互式圖譜。在線資源支持研究人員圍繞這種脊椎動物的大腦尋找方法，并提供對神經(jīng)結(jié)構(gòu)和功能的新見解。
這項工作發(fā)表在《科學(xué)進(jìn)展》雜志上。
錯綜復(fù)雜的腦細(xì)胞(神經(jīng)元)網(wǎng)絡(luò)使斑馬魚能夠感知環(huán)境、尋找食物或交配伙伴并逃避捕食者。所有這些細(xì)胞都具有相同的遺傳信息，但它們專注于不同的功能。正是某些基因的表達(dá)——將遺傳信息復(fù)制到信使 RNA 并將其轉(zhuǎn)化為蛋白質(zhì)的過程——決定了神經(jīng)元的形狀、連接性和在行為中的作用。具有相似特性的神經(jīng)元屬于同一類型。據(jù)估計，魚腦中有數(shù)百種(如果不是數(shù)千種)不同類型。類似的數(shù)字也適用于人腦。
了解哪些基因在何處表達(dá)，有助于研究人員了解大腦的功能及其控制斑馬魚行為的方式。然而，作為特定行為基礎(chǔ)的神經(jīng)元細(xì)胞類型是出了名的難以解開，幫助科學(xué)家找到大腦周圍路徑的地圖有許多空白點。
“我們以前對斑馬魚大腦中基因表達(dá)的了解有限，”Herwig Baier 部門的博士后研究員 Inbal Shainer 解釋說。“數(shù)據(jù)分辨率低，無法與最新的細(xì)胞類型和大腦結(jié)構(gòu)圖相結(jié)合。我們的工作現(xiàn)在填補了這一空白。”
為了減少現(xiàn)有地圖中的空白點，Inbal Shainer、Enrico Kuehn 和他們的同事使用了一種方法，使單個基因的表達(dá)在顯微鏡下可見。該方法足夠靈敏，能夠以非常高的分辨率(低至單細(xì)胞水平)檢測整個斑馬魚大腦中基因表達(dá)的差異。
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