Et team av nevrovitenskapsmenn fra Cold Spring Harbor-laboratoriet (New York) har foreslått en revolusjonerende ny måte å bestemme potensialet for neuronal tilkobling ('connectome') for hele musehjernen, i et essay publisert i tidsskriftet 'PLoS Biology' '.
Teamet, ledet av professor Anthony Zador, har som mål å gi en fullstendig beskrivelse av nevronal tilkobling. For tiden er den eneste metoden for å oppnå denne informasjonen med høy presisjon basert på undersøkelsen av synapsen til hver celle ved hjelp av elektronmikroskopi; Men metoden er treg, dyr og krever mye arbeid.
Nå har Zador og hans samarbeidspartnere foreslått høyytelses-DNA-sekvensering for å teste tilkoblingen til nevronkretser i samme oppløsning som individuelle nevroner. I følge forskeren "har vi tenkt å gjøre det gjennom en prosess vi utvikler, kalt BOINC: strekkoden til hver av de nevrale forbindelsene."
Forslaget kommer på et tidspunkt hvor flere vitenskapelige team i USA gjør fremskritt i arbeidet med å kartlegge hjerneforbindelser hos pattedyr. Disse studiene bruker injeksjoner av sporstofffargestoffer eller virus for å kartlegge nevrale tilkoblinger i mesoskopisk skala - en mellomtidsoppløsning som gjør det mulig å spore nevronfibre mellom hjerneområder.
Imidlertid ønsker Zador-teamet å spore tilkoblingsmuligheter utover den nevnte mesoskopiske skalaen, på nivå med synaptiske kontakter mellom par av individuelle nevroner. BOINC-strekkodeteknikken kan ifølge Zador "gi et øyeblikkelig syn på prosessene som utføres av en krets." På den annen side lover BOINC-metoden å være mye raskere og billigere enn tilnærminger basert på elektronmikroskopi.
BOINC-metoden består av tre trinn. Først er hvert nevron merket med en spesifikk DNA-strekkode - en strekkode som består av bare 20 tilfeldige 'bokstaver' med DNA kan merke en milliard nevroner, mange flere enn i musehjernen. .
Det andre trinnet fokuserer på nevroner som er synaptisk koblet og deres respektive strekkodeassosierere. Dette oppnås av et virus - som pseudorabiesviruset - som kan flytte genetisk materiale gjennom synapser. "For å dele strekkoder gjennom synapser, må viruset være designet for å bære strekkoden i sin egen genetiske sekvens, " forklarer Zador, "etter at viruset sprer seg gjennom synapene, hver nevron ender med en strekkodepose, som inkluderer sin egen kode og de av dens synaptisk koblede partnere. "
Det tredje trinnet i metoden består i sammenslåing av strekkodene til de synaptisk koblede nevronene for å lage individuelle DNA-biter, som deretter kan leses gjennom ytelsesmetoder med høy sekvensering. Disse doble strekkodesekvensene kan beregnes beregningsmessig for å avsløre det synaptiske ledningsdiagrammet til hjernen.
Sammen, sier Zador, hvis BOINC passerer testfasen, vil det tilby en rimelig og rask måte å kartlegge en forbindelse, til og med hjernekomplekser fra pattedyr.
Kilde: www.DiarioSalud.net
