3D图谱展示大脑基因活动

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     [生物通讯]一种快速扫描大脑遗传活动的3D图谱可以帮助研究人员查明孤独症、精神分裂症和其它大脑疾病的神经学机制。

    加州大学洛杉矶分校的Desmond Smith和他的同事开发出一种称为"voxelation" 的新技术来研究帕金森氏症小鼠模型。“应用这一技术，我们可以观察到大量基因的活动，图像非常生动。”Smith说。

    研究小组发现，有一组基因将活动地点转移出受到帕金森氏症高度破坏的纹状体。他们的分析还显示，与细胞间通讯有关的基因似乎在帕金森氏症中扮演着主要角色。

    虽然帕金森氏症对大脑不同部位的影响已被确定，但哪些是与多种神经疾病的大脑异常有关的区域还是一个谜。

    问题在于精神分裂症等神经疾病背后制造麻烦的细胞很可能是大脑巨大专化细胞集合内的一小撮“暴发户”。而我们人类的30,000个基因只要有少数几个在这些细胞中出现错误，就足以把一切搞遭。

    标准的大脑成像技术只能跟踪其中一些细胞的代谢活动或追查其中一两个发生变化的基因。因此犯罪细胞很容易躲过追查。

    但Smith的研究小组想要进行更为综合全面的研究。因此他们分别将帕金森氏症小鼠和正常小鼠的大脑切成40个立方体，即"voxels"。然后研究人员用DNA芯片检测了每一立方块中9000个基因的活性。计算机将重新加工所有检测数据，从而推算出疾病使基因活性发生了怎样的改变。

    最初，大脑解剖是手工进行的，但现在Smith的研究小组已经开发出精确切割大脑成立方体的机器人。

    Smith希望5年内能够绘制出由8000个voxels构成的健康人脑的完整遗传图谱以及由300个voxels构成的健康小鼠脑遗传图谱。同时，研究人员还将开始研究绘制异常大脑的图谱。“这些图谱将向我们展示大脑生物学的完整图景。”他说。

    宾夕法尼亚匹兹堡大学的神经科学家Karoly Mirnics认为，新技术开辟出一条研究和观察大脑的新途径，未来生物信息学研究人员们可以仔细咀嚼分析这些数据组。

生物通摘译自New Scientist