Investigadores del Instituto Allen para la Ciencia del Cerebro han publicado un análisis en profundidad de un atlas molecular integral del desarrollo del cerebro en los primates no humanos. Este análisis revela las características del código genético subyacente al desarrollo del cerebro en nuestro pariente evolutivo cercano, mientras queEn comparación, el estudio se basa en el Atlas NIH Blueprint Non-Human Primate NHP Atlas, un recurso disponible al público creado por el Instituto Allen y sus colegas de la Universidad de California, Davis y el Primado Nacional de California.Centro de investigación. Este recurso permite a los investigadores comprender las bases del desarrollo cerebral saludable y de muchas enfermedades neuropsiquiátricas. El análisis del atlas se presenta esta semana en la revista Naturaleza .
"Este es el mapa espacio-temporal más completo que tenemos para el desarrollo de cualquier mamífero, y lo tenemos en un sistema modelo que proporciona información directamente significativa sobre el desarrollo, la estructura y la función del cerebro humano", dice Ed Lein, Ph.D.,Investigador del Instituto Allen para la Ciencia del Cerebro. "Este excepcional conjunto de datos es útil para explorar con precisión dónde y cuándo los genes están activos en relación con los eventos del desarrollo cerebral y la aparición de trastornos cerebrales".
"La colaboración con los NIH en este proyecto nos permitió hacer uso de las capacidades únicas del Instituto Allen para generar recursos de datos a gran escala y de alta calidad que permiten a la comunidad científica de todo el mundo hacer descubrimientos valiosos", dice Allan Jones, Ph.D., CEO del Instituto Allen.
"Si bien conocemos muchos de los detalles de la expresión génica en el cerebro adulto, el mapeo de la expresión génica en el desarrollo ha sido uno de los eslabones perdidos para comprender la genética de trastornos como el autismo y la esquizofrenia", dice Thomas R. Insel, Ph.D., ex Director del Instituto Nacional de Salud Mental. "Este nuevo atlas será la base de la próxima generación de estudios que vinculan la genética de los trastornos del desarrollo neurológico con el desarrollo de vías cerebrales específicas".
El objetivo del atlas NHP era unir las técnicas de la transcriptómica moderna con la rica historia de los estudios de desarrollo anatómico midiendo la actividad genética en una serie de diez etapas importantes en el desarrollo cerebral prenatal y postnatal. En cada etapa, una técnica llamada microdisección láserse utilizó para aislar con precisión capas finas y núcleos de regiones cerebrales corticales y subcorticales asociadas con enfermedades psiquiátricas humanas, creando así una serie temporal de alta resolución de la generación y maduración de estas regiones cerebrales y sus tipos de células subyacentes. Los datos de expresión génica se complementan conneuroimagen y datos de referencia de expresión génica de resolución histológica y celular.
"Esta serie de tiempo revela cómo los genes codifican la enorme complejidad del cerebro humano", dice Trygve Bakken, MD, Ph.D., Científico II en el Instituto Allen para la Ciencia del Cerebro. "El desarrollo prenatal es una época de excepcional rapidezcambio reflejado en el uso de genes, sin embargo, muchas de las características moleculares del cerebro maduro no se logran hasta que sorprendentemente tarde en el desarrollo postnatal cuando el desarrollo del cerebro puede verse afectado por la actividad física y la interacción social ".
Debido a que el atlas apuntaba a áreas del cerebro asociadas con enfermedades humanas, los autores colaboraron con colegas del Baylor College of Medicine para utilizar este mapa molecular para determinar cuándo y dónde se activan los genes candidatos para enfermedades como el autismo y la esquizofrenia.El autismo es particularmente activo en la neocorteza prenatal en las neuronas recién generadas, de acuerdo con otros estudios y el inicio temprano de la patología autista. Por el contrario, los genes para la esquizofrenia se activan mucho más tarde en el desarrollo, también en las neuronas en la neocorteza, que se correlaciona con la enfermedad.inicio posterior
"Este tremendo recurso está disponible gratuitamente para la comunidad de investigación y guiará la investigación importante sobre la etiología de muchos trastornos del desarrollo en los años venideros", dice Michelle Freund, Ph.D., oficial de programa en el Instituto Nacional de Salud Mental.
Finalmente, al comparar estos datos con datos similares de expresión de genes humanos y de ratas, los investigadores demuestran que muchos genes muestran diferentes trayectorias de desarrollo en primates en comparación con roedores, con muchas menos diferencias entre mono y humano. El desarrollo del cerebro humano se caracteriza únicamente por unperíodo inusualmente prolongado de plasticidad del desarrollo, conocido como neotenia. "Encontramos evidencia de genes que muestran una regulación consistente con la neotenia, pero con un giro", dice Lein. Un conjunto de genes humanos mostró dos patrones, un cambio brusco de expresión antes que otrosespecies, seguido de un aumento prolongado que dura más que los monos ". Estos hallazgos muestran el valor de los primates no humanos estrechamente relacionados para estudiar características compartidas de parientes evolutivos cercanos e identificar características únicas del cerebro humano relacionadas con nuestras capacidades cognitivas y susceptibilidad aCiertas enfermedades."
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto Allen . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cite esta página :