El ratón es el modelo experimental de vertebrados más utilizado en la investigación de neurociencia, y el nuevo atlas allana el camino para una mayor comprensión del cerebro humano. El atlas describe el tipo, la ubicación y la información molecular de más de 32 millones de células y proporciona información sobre la comunicación entre estas células.

Clasificación de células transcriptomas de todo el cerebro de ratón. Crédito de la imagen: Yao et al., doi: 10.1038/s41586-023-06812-z.

«El ADN de una célula es como su lenguaje», dijo el profesor Ping Ren, investigador de la Universidad de California en San Diego.

“Así como hay ciertas raíces de palabras que comparten muchos idiomas, existen ciertos genes y patrones de expresión genética que se conservan en diferentes especies”.

«Aprender a comprender e interpretar el lenguaje molecular del cerebro puede ayudarnos a aprender más sobre cómo funciona el cerebro en general y qué le sucede en condiciones neurológicas y psiquiátricas».

«El atlas del ratón ha arrojado luz sobre la compleja red de células cerebrales de los mamíferos como nunca antes, brindando a los investigadores los detalles necesarios para comprender la función y las enfermedades del cerebro humano», dijo el Dr. Joshua Gordon, director de los Institutos Nacionales de Salud Mental, parte de el Instituto Nacional de Salud Mental. Institutos de salud.

El nuevo atlas describe los tipos de células en cada región del cerebro del ratón y su organización dentro de esas regiones.

Además de esta información estructural, Cell Atlas proporciona un catálogo increíblemente detallado del transcriptoma de una célula: el conjunto completo de lecturas de genes de la célula, que contienen instrucciones para producir proteínas y otros productos celulares.

La información transcriptómica incluida en el atlas está organizada jerárquicamente, detallando clases y subclases de células y miles de grupos de células individuales dentro del cerebro.

El atlas también describe la epigenómica celular (modificaciones químicas del ADN y los cromosomas de una célula que cambian la forma en que se expresa la información genética de una célula) y detalla miles de tipos de células epigenómicas y millones de elementos reguladores de genes candidatos para diferentes tipos de células cerebrales.

En conjunto, la información estructural, transcriptómica y genética incluida en este atlas proporciona un mapa sin precedentes de la organización y diversidad celular en el cerebro del ratón.

El atlas también proporciona una descripción de los neurotransmisores y neuropéptidos utilizados por diferentes células y la relación entre los tipos de células dentro del cerebro.

Esta información se puede utilizar como un resumen de cómo se inician y transmiten las señales químicas en diferentes partes del cerebro.

Estas señales eléctricas son la base de cómo funcionan los circuitos cerebrales y cómo funciona el cerebro en general.

«Este producto es un testimonio del poder de esta colaboración integral y sin precedentes y allana el camino hacia tratamientos cerebrales más precisos», dijo el Dr. John Ngai, director de la Iniciativa BRAIN de los NIH.

«Este trabajo nos ayuda a establecer una comprensión básica de cómo es el cerebro a nivel celular», dijo el profesor Ren.

«Esto permitirá hacer comparaciones entre nuestra línea de base y nuestro cerebro con trastornos neurológicos y psiquiátricos».

«Estudiar el cerebro de esta manera podría ayudarnos a descubrir nuevos enfoques de tratamiento para estas enfermedades».

«Los humanos han evolucionado a lo largo de millones de años y gran parte de esta historia evolutiva la comparten otros animales», afirmó el profesor Joseph Ecker, investigador del Instituto Salk de Estudios Biológicos.

«Los datos de los humanos por sí solos nunca serán suficientes para decirnos todo lo que queremos saber sobre cómo funciona el cerebro».

«Al llenar estos vacíos con otras especies de mamíferos, podemos continuar respondiendo estas preguntas y mejorar los modelos de aprendizaje automático que utilizamos proporcionándoles más datos».

El profesor Ren dijo: «El cerebro no es homogéneo y las enfermedades no afectan a todas las partes del cerebro por igual».

«Los conocimientos de esta investigación y de la Iniciativa BRAIN en su conjunto nos ayudan a comprender mejor qué tipos de células se ven afectadas por enfermedades específicas».

«Esperamos que esto allane el camino para terapias más precisas y dirigidas que puedan curar las células enfermas sin afectar al resto del cerebro».

el resultados Aparece en diez artículos de la revista. naturaleza.