Einsatz eines leistungsfähigen Gen - Jagdtechnik zum ersten Mal in SäugetierhirnzellenForscher an der Johns Hopkins Bericht sie haben ein Gen für den Aufbau der Schaltungsanordnung, die Signale durch das Gehirn weiterleitet beteiligt sind. Das Gen ist ein Spieler wahrscheinlich in den Alterungsprozess im Gehirn , sagen die Forscher. Darüber hinaus demonstrieren die Nützlichkeit der neuen Methode , die Entdeckung ebnet den Weg für einen schnelleren Fortschritt in Richtung Identifizierung von Genen in komplexen psychischen Erkrankungen wie Autismus und beteiligt Schizophrenie - Als auch potentielle Wirkstoffe für solche Bedingungen . Eine Zusammenfassung der Studie erscheint in der Zeitschrift Cell Reports .
"Wir haben nach einer Möglichkeit, durch eine große Anzahl von Genen gleichzeitig zu sichten , um zu sehen , ob sie Prozesse, die wir daran interessiert sind, beeinflussen gesucht ", sagt Richard Huganir , Ph.D., Direktor des Johns Hopkins University Solomon H. Snyder Abteilung für Neurowissenschaften und ein Howard Hughes Medical Institute Ermittler , der die Studie leitete . " Durch die Anpassung eines automatisierten Prozesses zu Neuronen , waren wir in der Lage, über 800 Gene, gehen Sie zu einem für die Bildung Synapsen erforderlich finden - Verbindungen - . Unter den Zellen "
Obwohl automatisierten Gen - Sichtung Techniken in anderen Bereichen der Biologie verwendet wurde, stellt Huganir viele Neurowissenschaften Studien stattdessen auf vorhandenes Wissen zu bauen, um eine Hypothese über die Rolle eines einzelnen Gens im Gehirn bilden. Traditionell Forscher dann deaktivieren oder " Knock-out" , die das Gen in Labor gewachsenen Zellen oder Tiere , um ihre Hypothese , eine zeitraubende und aufwendige Arbeit zu testen.
In dieser Studie arbeitete Huganir Gruppe zu viele Gene auf einmal testen, mit Kunststoffplatten mit Dutzenden von kleinen Brunnen. Ein Roboter wurde verwendet, um genaue Zuteilung von Zellen und Nährstoffe zu jeder Vertiefung hinzu , zusammen mit Molekülen entwickelt, um knock out eine der Zellen " Gene - für jede Vertiefung eine andere.
"Die große Herausforderung war immer die Neuronen , die sehr empfindlich sind , um unter diesen Bedingungen automatisiert funktionieren ", sagt Kamal Sharma , Ph.D., wissenschaftlicher Mitarbeiter in Huganir Gruppe . Das Team verwendete eine Trial-and- Error-Methode , die Anpassung , wie oft der Nährlösung verändert und das Hinzufügen einer Waschstufe und schließlich entlockt die Zellen in den Wells zu gedeihen. Außerdem Sharma sagt sie fein abgestimmt eine automatisierte Mikroskop verwendet, um Bilder von der Schaltung, die in den Vertiefungen die Zahl der Synapsen zwischen den Zellen gebildet hatte und berechnet nehmen .
Das Team geschirmt 800 Gene auf diese Weise und fanden große Unterschiede in der gut von Zellen mit einem Gen namens LRP6 ausgeschlagen . LRP6 hatte zuvor als Spieler in einem biochemischen Kette von Ereignissen wie dem Wnt-Signalweg , was eine Reihe von Vorgängen im Gehirn steuert bekannt identifiziert. Interessanterweise Sharma sagt , fand das Team , dass LRP6 nur auf eine bestimmte Art von Synapse als exzitatorische Synapse bekannt gefunden , was darauf hindeutet , dass es ermöglicht den Wnt-Signalweg , um ihre Auswirkungen auf nur eine Synapsentypanzupassen.
"Veränderungen in Synapsen sind mit der Alterung , und Veränderungen in der Wnt-Signalweg im späteren Leben kann beschleunigen Alterung im Allgemeinen jedoch wissen wir nicht, welche Veränderungen stattfinden, in den synaptischen Landschaft des alternden Gehirns Unsere Ergebnisse werfen interessante Fragen . . : ist der Wnt-Signalweg Änderung dieser Landschaft, und wenn ja, wie ? " sagt Sharma . "Wir sind daran interessiert, mehr über das, was andere Proteine LRP6 interagiert mit , als auch, wie es in verschiedenen Arten von Gehirnzellen in verschiedenen Entwicklungsstadien der Schaltung Entwicklung und Verfeinerung wirkt . "
Eine weitere wahrscheinliche Ergebnis der Studie ist, breitere Verwendung des Gens - Sichtung Technik , sagt er, um die Genetik von komplexen psychischen Erkrankungen zu erforschen. Das automatisierte Verfahren könnten auch verwendet werden , um bequem zu testen , die Auswirkungen auf die Gehirnzellen einer Reihe von Molekülen und sehen, die Arzneimittelkandidaten sein könnten.