Ещё недавно считалось, что взрослый мозг не умеет обновляться. Но постепенно стало ясно: новые нейроны рождаются и у взрослых, а это открывает возможность влиять на память, настроение и даже течение болезней. Главная загадка — клетки-предшественники нейронов (NPC). Их немного, они прячутся среди других клеток, а по молекулярным «подписям» их почти не отличить. Именно из-за этого биологи долго топтались на месте.
Методы исследования
Команда из Медицинского колледжа Бэйлора (Baylor College of Medicine) и Института неврологических исследований Дункана (Jan and Dan Duncan Neurological Research Institute) в Детской больнице Техаса (Texas Children’s Hospital) решила применить комбинированный подход — цифровую сортировку и межвидовой анализ.
Как поясняет Занханг Лю (Zanhang Liu), научный сотрудник педиатрии-неврологии в Baylor и Duncan NRI, они использовали «цифровой алгоритм сортировки» (Digital Sorting Algorithm, DSA), позволяющий «просеивать» сложные смеси клеточных данных и находить уникальные маркеры. В результате удалось выделить 129 генов, характерных именно для NPC.
Что удалось найти
По словам Уильяма Т. Чоя (William T. Choi), который участвовал в проекте во время работы аспирантом в лаборатории Малетич-Саватич, переломным моментом стало сопоставление этих генов с человеческими данными. Оказалось, что 25 из них давно связаны с конкретными неврологическими заболеваниями. А ещё 15 генов оказались «новичками» — они, вероятно, объясняют состояния, которые раньше оставались без молекулярного объяснения.
Джерард Капуччо (Gerard Capuccio), научный сотрудник той же лаборатории, уточнил: «DSA дал нам возможность увидеть своеобразные “генетические отпечатки пальцев” NPC. Теперь мы можем изучать, как именно их поломка связана с развитием болезней мозга».
Контекст и комментарии
Соавтор работы, Мирджана Малетич-Саватич (Mirjana Maletic-Savatic), научный сотрудник и профессор педиатрии-неврологии, напомнила: «Именно в гиппокампе — центре памяти и обучения — NPC рождают новые нейроны каждый день. Они участвуют не только в когнитивных процессах, но и в контроле эмоций. Если мы научимся управлять этим процессом, можно будет влиять на деменцию, депрессию и нарушения обучения».
Значение для медицины
Статья опубликована в журнале «Stem Cell Reports». Авторы считают, что результаты меняют представление о молекулярной архитектуре NPC и дают «ресурс для поиска связей между биологией нервных стволовых клеток и заболеваниями человека».
Сухо говоря, это значит: простая вычислительная модель помогла открыть потенциальные мишени для будущих терапий. Менее сухо — биологи наконец нашли ключи от замков, которые долго казались неразрешимыми.
Литература
“Computationally resolved neuroprogenitor cell biomarkers associate with human disorders” by William T. Choi et al. Stem Cell Reports
