Sztuczny mózg odkrywa genetyczne podłoże zaburzeń ze spektrum autyzmu: ScienceAlert

Stosowana jest nowa technologia naukowa Organoidy mózgowe – maleńkie sztuczne mózgi hodowane w laboratorium – Ujawnia genetyczne pochodzenie zaburzeń ze spektrum autyzmu (ASD) ukryte w naszych mózgach.

Called WYBIERZ (co oznacza CRISPR (ludzkie organoidy – sekwencjonowanie RNA pojedynczych komórek) – technika ta łączy elegancką genetykę z ilościową bioinformatyką w celu badania mutacji genów, o których wiadomo, że są obarczone wysokim ryzykiem autyzmu, oraz tego, w jaki sposób mutacje te prowadzą do określonych zmian komórkowych w mózgu płodu.

Ponieważ każda pojedyncza komórka w minimózgu in vitro niesie tylko jedną mutację (co najwyżej) określonego genu wysokiego ryzyka, skutki różnych mutacji można analizować jednocześnie, podczas gdy dana komórka dzieli się i replikuje w rozwijającym się organoidzie.

Ujawnia to konsekwencje wielu mutacji w jednym eksperymencie, znacznie skracając czas potrzebny na analizę On mówi.

„Korzystając z tej wysokowydajnej metodologii, możemy systematycznie zakłócać listę genów chorobotwórczych. W miarę hodowania organizmów niosących te mutacje, analizujemy wpływ każdej mutacji na rozwój każdego typu komórek”. On mówi Farmakolog molekularny i komórkowy Zhong Li z Instytutu Biotechnologii Molekularnej (IMBA) w Austrii jest jedną z grup badawczych, które opracowały tę technikę.

Koncentrując się na 36 znanych genach autyzmu wysokiego ryzyka, naukowcy odkryli, że chociaż geny te mają wiele wspólnych mechanizmów molekularnych, wpływ tych mechanizmów na różne typy komórek może być wyraźnie różny, co powoduje, że określone typy komórek są podatne na mutacje związane z autyzmem u płodu. mózg.

Neuronowe progenitory — komórki założycielskie, z których powstają neurony, czyli komórki nerwowe w naszym mózgu — są szczególnie podatne na mutacje, mówi Lee. On tłumaczypodkreślając te typy komórek jako kandydatów do przyszłych badań.

Ewolucja naszego dziwnie pomarszczonego mózgu jest cudownie złożonym procesem, a jednak to właśnie ta złożoność daje tak wiele możliwości ewolucji mózgu.

Do niedawna naukowcy polegali na tkankach z sekcji zwłok, skanach mózgu i modelach zwierzęcych, aby zrozumieć wewnętrzne działanie mózgu (w końcu nikt nie chce szturchać, szturchać i ewentualnie wycinać tkanki mózgowej za życia, prawda?). .

Organizmy zwiastowały nową erę.

Chociaż sztuczne plamy mózgowe mogą wyglądać jak potwór Frankensteina – pochodzą z komórek macierzystych i rosną na szalce Petriego nie większe niż 4 mm (0,15 cala) – powszechnie uważa się, że… Modele wybranych aspektów rozwoju mózgu Zamiast modeli samego mózgu.

„Badanie etiologii genetycznej [neurodevelopmental disorders] Pogłębia naszą wiedzę na temat mechanizmów chorobowych, ale zwykle wymaga dostępu do procesów rozwojowych ludzkiego mózgu. „Organoidy mózgowe podsumowują wczesny rozwój mózgu i generują różnorodne typy komórek występujące in vivo”. On pisze W ich artykule.

Chociaż organoidy zawierają wiele rodzajów tkanek tworzących nasz mózg, w ich modelach brakuje niektórych typowych tkanek mózgowych, takich jak mikroglej, więc pozostają modelem niekompletnym, więc nadal będą wymagały testów – ostrzega zespół.

Ta nowa technologia przyniesie poważne zmiany w badaniach genetycznych, a ponieważ technologię organoidów można zastosować w wielu różnych tkankach ludzkich, zespół uważa, że ​​doprowadzi to do szybkiego postępu w zrozumieniu chorób genetycznych.

„Możliwość identyfikacji specyficznego dla typu komórki udziału w zaburzeniach genetycznych w systematyczny, skalowalny i skuteczny sposób znacznie pogłębi naszą wiedzę na temat mechanizmów chorobowych”. On pisze.

„Ponieważ system CHOOSE zapewnia potężną, precyzyjnie kontrolowaną strategię badań przesiewowych, spodziewamy się, że będzie on szeroko stosowany poza organoidami mózgu do badania genów związanych z chorobami”.

Dzięki temu tajemnice ludzkiego mózgu są bliżej zrozumienia niż kiedykolwiek wcześniej.

Badanie to zostało opublikowane w Natura.