UCLA の科学者は、発達中の脳の細胞インフラストラクチャに光を当てるために 1,000 万ドルを受け取ります



UCLA の David Geffen School of Medicine の 2 人の科学者は、国立衛生研究所の Brain Research Through Advancing Innovative Neurotechnologies® (BRAIN) Initiative から、開発中の脳の細胞インフラストラクチャをより良い状態に導くことを目的とした研究プロジェクトに対して、1,000 万ドル近くを授与されました。脳の障害を理解する。

ヒト遺伝学の准教授である Chongyuan Luo は、5 年間で総額約 530 万ドルの助成金を授与され、初めて単一細胞の解像度でヒトの脳の発達全体にわたる遺伝子調節状況を体系的にマッピングしました。 生物化学の助教授である Aparna Bhaduri は、UCSF 主導のプロジェクトを通じて、5 年間で約 430 万ドルを受け取り、発生段階や種を超えて遺伝的活動と構造を調べます。

NIH の助成金は、同機関の BRAIN Initiative Cell Atlas Network (BICAN) を通じて授与されました。BICAN は、脳内の細胞の種類と分子特性を包括的にカタログ化する大規模な取り組みです。

Luo の助成金: 科学者は、多くの精神障害が脳の発達障害に起因するという仮説を立てました。これは、さまざまな神経精神障害に関連する遺伝子変異体が、脳の発達中に活性化されるゲノム領域に富んでいるという観察によって裏付けられています。 しかし、精神疾患の原因となる脳の構造や細胞の種類は不明なことが多く、精神疾患の治療法を開発することは困難です。

Luo の研究チームは、2 つの最先端の単一細胞技術を使用して、遺伝子調節領域をマッピングし、関連する遺伝子変異が脳の発達にどのように影響するかを理解します。 最初の sn-m3C-seq (PMID: 31501549) は、同じ細胞内の DNA メチル化と三次元クロマチン構造を同時にプロフィールァイルします。 2 番目の snmCT-seq (PMID: 35419551) は、同じ細胞からの DNA メチル化と遺伝子発現を一緒にプロフィールァイルします。 研究チームは、10x Genomics が開発した液滴ベースの単一細胞クロマチン アクセシビリティ アッセイも使用して、遺伝子調節領域を特徴付けます。

この取り組みにより、研究者は発達中の脳の細胞型の包括的なカタログを構築し、何百もの脳細胞型について細胞型特異的なレベルで遺伝子調節領域を特定説(推定)できるようになります。

このデータベースは、精神障害および神経障害に関連する遺伝的変異の研究を大幅に改善します。 より具体的には、データセットは、脳疾患のリスクを媒介する特定説(推定)の細胞タイプとゲノム領域の発見につながる可能性があります.」


Chongyuan Luo、助教、人類遺伝学

Luo のチームは、UCLA の Jason Ernst、UCSF の Mercedes Paredes と Tomasz Nowakowski、UCSD の Eran Mukamel が率いる研究グループと協力します。 ルオのプロジェクトの助成金番号は U01MH130995-01 です。

Bhaduri の助成金: 彼女のプロジェクトは、UCSF での 3,640 万ドルの助成金の一部であり、発達の 4 つの段階 (出生前、出生直後、小児期、思春期) の神経新生のピーク時に、ヒト、マカク、およびマーモセットの脳の発達を調べます。 このプロジェクトの目的は、人間と非人間の霊長類の脳にどのような細胞型が存在するか、それらが時間とともにどのように変化し、空間的にどのように組織化されるかを明らかにすることです。 種間で比較することは、研究者がどの脳細胞タイプがヒトでよりユニークであり、したがって病気に対してより脆弱であるかを理解するのに役立ちます.

「これらの答えがあれば、脳が正常にどのように発達し、神経発達障害や神経精神障害にどのように影響するかをよりよく理解できるようになります」と Bhaduri 氏は述べています。

Bhaduri は、この努力を、研究者が詳細な地図を効果的に作成できるようにする比較的新しい技術を使用して、発達中の人間の脳の「パーツリスト」を作成することに例えました。 研究者は、単一細胞 RNA 配列決定を使用して、個々の細胞によってオンになる遺伝子を研究すると同時に、単一細胞 ATAC 配列決定を使用してゲノム構造を調べます。 これは、開発を通じて細胞タイプへの重要なガイドを生成するのに役立ち、並行アッセイで、研究者は脳の空間的景観全体で細胞を調べます.

このプロジェクトは、複雑な認知を可能にする発達中の人間の皮質や、発達初期の他のいくつかの脳構造を調べている Bhaduri と同僚による以前の研究に基づいています。

この助成金は、UCSF のアーノルド・クリーグスタイン、トマシュ・ノワコフスキー、アレックス・ポーレンなど、複数の機関の研究者にまたがっています。 イェール大学のNenad SestanとRong Fan。 ペンシルバニア大学の黄浩。 ウィスコンシン大学マディソン校のジョン・レヴィーンとアンドレ・スーザ。 とテキサス生物医学研究所のマルセル・ダーディ。 交付番号は1UM1MH130991-01です。

「BICAN アワードの発表により、2014 年に開始された BRAIN イニシアチブの細胞センサス プログラム全体に刺激的な移行が行われます」と、NIH BRAIN イニシアチブのディレクターであるジョン ナイ博士は述べています。 「これらの賞により、研究者は、人間の脳内の 2000 億を超えるニューロンと非ニューロン細胞の多面的な特徴を前例のない詳細と規模で調査できるようになります。これは、新しいパラダイムを明らかにする高度な技術とチーム間の研究協力における偉業です。脳細胞の特定説(推定)のグループの病理学的変化が神経学的および神経精神障害をどのように引き起こすかを理解するために。」

ソース:

カリフォルニア大学 – ロサンゼルス健康科学



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