이것은 지금까지 만들어진 인간 두뇌의 지도 중 가장 큰 것입니다

CChatGPT8
5 Min Read

[ad_1]

연구자들은 지금까지 인간 뇌 세포에 대한 최대 규모의 지도책을 만들어 3,000개 이상의 세포 유형을 밝혀냈는데, 그 중 대부분은 과학에 새로운 것입니다. 이 연구는 오늘 21개 논문 패키지로 출판되었습니다. 과학, 과학 발전 그리고 과학 중개 의학질병, 인지 및 무엇보다도 우리를 인간으로 만드는 요소에 대한 연구에 도움이 될 것이라고 저자는 말합니다.

거대한 세포 지도는 알려진 가장 복잡한 기관의 상세한 스냅샷을 제공합니다. 호주 멜버른에 있는 플로리 신경과학 및 정신건강 연구소의 신경과학자인 Anthony Hannan은 “이것은 매우 중요합니다.”라고 말합니다. 연구자들은 이전에 자기공명영상(MRI)과 같은 기술을 사용하여 인간 뇌의 지도를 그려왔지만 이것은 단일 세포 수준에서 전체 인간 뇌의 첫 번째 지도책으로서 복잡한 분자 상호 작용을 보여준다고 Hannan은 덧붙입니다. “이러한 유형의 지도책은 실제로 인간 두뇌에 대한 훨씬 더 나은 이해를 위한 토대를 마련하고 있습니다.”

이 연구는 수백 명의 과학자들이 협력하는 미국 국립보건원(National Institutes of Health)의 혁신적인 신경기술 발전 이니셔티브(BICCN)를 통한 뇌 연구의 일부입니다. 이 프로그램의 목표에는 인간, 비인간 영장류 및 생쥐의 뇌 세포 유형을 분류하여 제대로 이해되지 않은 뇌 장애 뒤에 있는 세포 메커니즘에 대한 이해를 높이는 것이 포함됩니다. 21개 연구의 데이터는 Neuroscience Multi-omic Archive 온라인 저장소에 공개되어 있습니다.

세포동물원

현재 네덜란드 위트레흐트 대학 의료센터의 신경과학자인 킴벌리 실레티(Kimberly Siletti)와 그녀의 팀은 세 곳의 조직 샘플을 사용하여 인간 뇌 전체를 덮고 있는 106개 위치에서 300만 개가 넘는 개별 세포의 RNA 서열을 분석하여 지도책의 초석을 놓았습니다. 사망한 남성 기증자. 또한 이전 연구에서 사용되었던 여성 기증자의 운동 피질 해부 1건도 포함되었습니다. 그들의 분석은 3,000개 이상의 하위 유형을 포함하는 461개의 광범위한 뇌 세포 범주를 문서화했습니다. Siletti는 “세포 유형이 너무 많아서 놀랐습니다.”라고 말했습니다.

신호를 보내고 받는 뇌와 신경계의 세포인 뉴런은 뇌의 여러 부분에서 매우 다양하며, 이는 서로 다른 기능과 발달 이력을 시사합니다. 뉴런과 다른 세포 유형의 혼합도 각 지역마다 달랐습니다. 일부 세포는 특정 위치에서만 발견되었습니다. 뇌와 척수를 연결하는 상대적으로 연구가 덜 된 구조인 뇌간에는 특히 많은 수의 뉴런 유형이 존재한다고 스웨덴 스톡홀름에 있는 카롤린스카 연구소의 분자 시스템 생물학자인 공동 저자인 Sten Linnarsson이 말했습니다. “여기서 가장 놀라운 점 중 하나는 뇌간이 엄청나게 복잡하다는 것입니다.”

다른 연구에서는 다양한 세포에서의 유전자 조절 및 발현 메커니즘을 조사했습니다. 캘리포니아주 라호야에 있는 솔크 생물학 연구소의 분자생물학자인 조셉 에커(Joseph Ecker)와 그의 동료들은 동일한 기증자 3명의 조직 샘플을 사용하여 후성유전 렌즈를 통해 뇌를 조사했습니다. 그들은 500,000개 이상의 개별 세포에서 유전자를 켜거나 끄는 화학적 마커를 분석했습니다. 스위치 역할을 하는 다양한 분자를 통해 연구팀은 거의 200가지 뇌 세포 유형을 식별할 수 있었습니다. 동일한 유형의 세포에 있는 동일한 유전자라도 뇌 전반에 걸쳐 서로 다른 특성을 가질 수 있습니다. 하나의 유전자는 뇌 앞쪽에 하나의 스위치가 있고 뒤쪽에 다른 스위치가 있어 켜졌습니다. 연구 공동 저자이자 솔크 연구소(Salk Institute)의 전산 생물학자인 웨이 티안(Wei Tian)은 “현저한 지역적 차이가 있습니다.”라고 말했습니다.

뇌 세포에서 유전자 발현을 활성화하거나 차단하는 스위치를 찾아내는 것은 뇌 장애를 진단하고 맞춤형 치료법을 개발하는 데 유용할 수 있다고 Ecker는 말합니다. “이것은 우리가 만들고 있는 도구 상자에서 나오는 또 다른 도구입니다.”라고 그는 말합니다.

질병 위험

유전자 스위치가 질병 위험에 어떻게 기여할 수 있는지에 대한 이해를 높이는 것도 캘리포니아 대학교 샌디에고 캠퍼스의 분자 생물학자인 Bing Ren과 그의 팀의 초점이었습니다. 그들은 기증자 3명의 뇌세포 100만 개 이상이 유전 정보에 어떻게 접근하고 사용하는지 분석했습니다. 연구자들은 특정 뇌세포 유형과 양극성 장애, 우울증, 정신분열증을 포함한 신경정신병적 장애 사이의 연관성을 밝혀냈습니다.

Ren과 그의 동료들은 세포 유형 데이터를 사용하여 유전자 스위치가 유전자 조절에 어떻게 영향을 미치고 신경 질환의 위험을 증가시키는지 예측했습니다. 예를 들어, 죽거나 손상된 세포를 제거하는 소교세포(microglia)라고 불리는 세포에서 일부 유전자 스위치의 존재는 알츠하이머병의 위험과 밀접하게 연관되어 있습니다. 이러한 발견은 특정 유전자나 결함 있는 스위치가 질병 발병에 직접적으로 기여하는지 여부를 테스트하는 데 사용될 수 있습니다. “이것은 우리가 처음으로 수백 가지의 다양한 세포 유형에 대한 유전적 스위치를 설명했기 때문에 가능했습니다.”라고 Ren은 말합니다.

BICCN 팀의 다음 단계는 뇌의 모든 부분에서 더 많은 세포의 서열을 분석하는 것이라고 Ren은 말했습니다. 연구자들은 또한 더 많은 조직 샘플을 사용하여 인간의 뇌가 인구와 연령층에 따라 어떻게 달라질 수 있는지에 대한 그림을 구축할 것입니다. “이것은 시작에 불과합니다.”라고 Ren은 말합니다.

이 기사는 허가를 받아 복제되었으며 2023년 10월 12일에 처음 게시되었습니다.

Share this Article
Leave a comment

답글 남기기

이메일 주소는 공개되지 않습니다. 필수 필드는 *로 표시됩니다