人類的大腦有1000億個神經(jīng)元，而秀麗隱桿線蟲只有302個。秀麗隱桿線蟲雌雄同體共存在118種神經(jīng)元類型。

在一項新的研究中，美國范德堡大學細胞與發(fā)育生物學系研究助理教授Seth Taylor和David Miller教授與來自哥倫比亞大學和耶魯大學的研究人員一起構(gòu)建出秀麗隱桿線蟲（Caenorhabditis elegans）雌雄同體神經(jīng)系統(tǒng)中所有神經(jīng)元的基因表達圖譜。他們的數(shù)據(jù)補充了這種線蟲神經(jīng)系統(tǒng)的已知接線圖，繪制了整個神經(jīng)系統(tǒng)中每個神經(jīng)元的基因表達的完整圖譜。相關(guān)研究結(jié)果近期發(fā)表在Cell期刊上，論文標題為“Molecular topography of an entire nervous system"。

這些作者使用范德堡大學開發(fā)的流式細胞儀方法來捕捉每一種類型神經(jīng)元的基因表達譜，并將這些數(shù)據(jù)分享給任何人，以研究神經(jīng)元中的單個基因如何對神經(jīng)系統(tǒng)的功能作出貢獻。為了說明這種方法，他們使用計算方法來確定控制特定神經(jīng)元中基因表達的DNA區(qū)域，以及可能維持突觸形成的粘附蛋白，其中突觸是神經(jīng)元之間的連接，所有的大腦活動都是從突觸開始的。

他們的研究結(jié)果表明，每種神經(jīng)元類型可以*通過特定基因家族的組合表達來識別。比如，每種神經(jīng)元類型表達大約23個神經(jīng)肽基因和大約36個神經(jīng)肽受體的不同編碼，勾勒出一個復雜而廣泛的“無線"信號網(wǎng)絡(luò)。為了展示這個全面的基因表達目錄的實用性，他們用計算方法確定了神經(jīng)元特異性基因表達的順式調(diào)控序列元件，并揭示了在突起定位和突觸特異性方面具有潛在作用的粘附蛋白。他們期望這個神經(jīng)元特異性基因表達目錄將刺激對確定秀麗隱桿線蟲整個神經(jīng)系統(tǒng)的解剖結(jié)構(gòu)、連接和功能的潛在機制的調(diào)查。

Miller說，“鑒于指導這種線蟲神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育和功能的遺傳規(guī)則也可能在人類大腦中運作，我們期望這個*的基因表達數(shù)據(jù)集將成為破譯大腦遺傳基礎(chǔ)的寶貴基礎(chǔ)。這些數(shù)據(jù)將促進假設(shè)驅(qū)動的研究，探究基因如何zhi定不同的神經(jīng)元類型，它們?nèi)绾谓⒑途S持連接，以及它們?nèi)绾斡绊懶袨椤?

通過分享他們的數(shù)據(jù)，Miller及其同事們旨在為研究神經(jīng)系統(tǒng)以及基因缺陷如何影響大腦功能和設(shè)計的科學家們創(chuàng)造機會。Miller說，“我們期望我們的發(fā)現(xiàn)將刺激這些長期努力。"

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來源：生物谷

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