Интересные темы:

Гаджеты

Немного интересного:

Почему нейроны не похожи друг на друга

17.06.2015 Наука и жизнь

Нейроны людской мозга поразили своим разнообразием.

Пара лет назад стало известно, что геномы отдельных нейронов значительно отличаются между собой, и различия эти приходятся во многом на копии фрагментов ДНК.

Нейроны соматосенсорной коры мозга мыши. (Фото Robert Cudmore / www.flickr.com/photos/cudmore/5427064.)

К примеру, в случае если мы заберём две клетки из одного мозга а также из одного и того же функционального участка коры, то мы найдём, что в одной и той же хромосоме какой-то её фрагмент у одного из нейронов удвоился, а у другого остался в одинарном виде. Но при том у второго нейрона в нескольких копиях окажется какой-то второй фрагмент, что у первого будет одинарным, и без того потом, и без того потом. (Копироваться не обязательно обязан кодирующий ген, такое может случиться и с какими-нибудь регуляторными ДНК-последовательностями.)

По большому счету, раньше считалось, что такие вариации по числу копий (copy-number variation) – вещь относительно редкая, но развитие способов генетического анализа продемонстрировало, что всё совсем напротив, и нейроны – наглядное тому подтверждение.Почему нейроны не похожи друг на друга Причём любопытно, что вариации появляются по мере созревания клеток, другими словами у стволовых предшественников разнобоя в ДНК-копиях до какого-либо момента нет, а с какого-либо – уже имеется.

Но вправду ли подобные генетические отличия на что-то воздействуют? Возможно, клетка никак не ощущает, что у неё убавилось либо уменьшилось копий каких-то кусков ДНК, и молекулярно-клеточная кухня трудится у различных нейронов всё-таки одинаково, несмотря на разнобой в копиях?

Узнать это возможно было, лишь сравнив активность генов одной клетки с активностью генов в второй клетке, в третьей, в десятой и т. д. Задача непростая, а при с нейронами она ещё усложняется тем, что необходимо как-то отделить один нейрон от другого – а нервные клетки, как мы не забываем, образуют между собой сложнейшую сеть.

Но как раз так и поступили исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Диего: Кунь Чжан (Kun Zhang) и его сотрудники применяли мозг погибшего человека, дабы дотянуться клеточные ядра из нескольких тысяч нейронов коры.

Из-за чего как раз клеточные ядра? По причине того, что один из показателей активности гена – это количество матричной РНК (мРНК), которая на нём синтезируется; ДНК с генами заключена в ядре, и синтез мРНК происходит в ядре. (После этого уже, по окончании некоторых дополнительных молекулярных процедур, мРНК отправляется в цитоплазму, где на ней начинается сборка протеиновых молекул.) Матричную РНК из ядер возможно выделить, прочесть и оценить количество каждого её вида по отдельности, и тем самым осознать, какие конкретно гены как активны.

Всего удалось собрать РНК-последовательности из более чем 3 тысяч нейронных ядер. Сами нейроны, выбранные для анализа, брали из шести полей Бродмана – так именуют области коры, каковые отличаются как по функциям, так и по клеточной структуре; всего их насчитывают 52.

О отысканных различиях между нервными клетками авторы работы детально пишут в статье в Science. Тут стоит уточнить, что о том, что нейроны бывают различными, мы знаем в далеком прошлом: к примеру, имеется нейроны торможения и нейроны возбуждения – тормозящие клетки, активируясь, гасят передачу сигнала в нервной цепочке. Разумеется, что те и другие отличаются друг от друга, среди них и по молекулярному устройству.

Но, как узнается на данный момент, разновидностей нервных клеток существует намного больше, и в пределах нейронов торможения и нейронов возбуждения по активности генов возможно выделить ещё шестнадцать подтипов. Все они по-различному распределяется по полям Бродмана, и, скажем, зрительная кора по нейронному составу заметно отличается от других пяти участков, из которых исследователи брали клетки.

Как как раз отличия в активности генов связаны с вариациями в числе копий, о которых шла обращение в начале, пока остается под вопросом – тут необходимо будет подробно сопоставлять последовательности ДНК в конкретном типе клеток с их же комплектом мРНК. Кроме этого предстоит узнать, как трудятся эти новые различные типы нейронов, как отличия в молекулярной генетике соответствуют (и соответствуют ли) отличиям в электрофизиологии. Нельзя исключать, что в других территориях коры найдутся ещё дополнительные клеточные разновидности.

Сейчас появляются работы, посвящённые тем либо иным «новым» нейронам, каковые обнаруживаются в центральной нервной совокупности. Но в этом случае была предпринята попытка в целом оценить, какого именно клеточного разнообразия нам стоит ожидать от собственного мозга, и результаты были впечатляющими.

Само собой разумеется, учитывая, как много самых различных задач приходится делать мозгу, то, предположительно, тут нет ничего необычного – непременно стало бы очевидным, что многообразие функций должно отражаться не только на строении нейронных сетей, не только на том, кто с кем связан в нейронном контуре, но и на молекулярно-генетических изюминках.

Создатель: Кирилл Стасевич

Источник: nkj.ru

Случайные записи:

У каждого человека есть свой двойник, даже знаменитости похожи друг на друга.


Похожие статьи, которые вам понравятся:

Tags:  , , ,