Het menselijk brein kan de meest complexe stuk van de georganiseerde materie in het bekende universum, maar de onderzoekers zijn begonnen met de genetische code ten grondslag liggen zijn functie te ontrafelen.

In het onderzoek deze maand gepubliceerd, hebben ze een verrassend kleine set van moleculaire modellen die de expressie van genen in het menselijk brein te domineren en lijken vaak te zijn voor alle personen, die belangrijke inzichten in de kern van de genetische code die ons duidelijk menselijk brein maakt geïdentificeerd.



Zegt Ed Lein, Ph.D., onderzoeker bij het Allen Institute for Brain Science:

"Veel onderzoek richt zich op de verschillen tussen individuen, maar we draaide de vraag op zijn kop te vragen, wat maakt ons gelijk? Wat is het element opgeslagen bij alles wat we onze cognitieve vaardigheden en unieke menselijke eigenschappen zullen komen ? '

De onderzoekers gebruikten gegevens uit het publiek beschikbaar Allen Brain Atlas om te bestuderen hoe genexpressie varieert van honderden functioneel verschillende gebieden van de hersenen bij zes menselijke hersenen.

Expressiepatroon Consistentie

Zij begon rangschikking genen voor de samenhang van de expressiepatronen van alle personen, en de verhouding van deze genen geanalyseerd met elkaar en hersenfunctie en Ziekteassociatie.

"Kijkend naar de gegevens van deze unieke perspectief stelt ons in staat om gen patronen die we allemaal delen, te bestuderen", zegt Mike Hawrylycz, Ph.D., onderzoeker bij het Allen Institute for Brain Science. "We gebruikten de gegevens van Allen Human Brain Atlas te kwantificeren het consistent patroon van de expressie van verschillende genen in het menselijk brein, en om het belang van de genen meer consistente en reproduceerbare voor hersenfunctie te bepalen."

Ondanks de anatomische complexiteit van de hersenen en de complexiteit van het menselijk genoom, kan de meerderheid van de gebruikspatronen gen in alle 20.000 genen worden gekenmerkt door slechts 32 expressiepatronen.

Hoewel veel van deze modellen waren vergelijkbaar bij mensen en muizen, het dominante genetische modelorganisme voor biomedisch onderzoek, vele genen vertoonden diverse menselijke.

Verrassenderwijs genen geassocieerd met neuronen meeste geconserveerd tussen soorten, terwijl die van de gliacellen drager toonde de grootste verschillen.

Functionele connectiviteit gerelateerde

De genen meest stabiele genen die meer consistent in alle hersenen werden zijn die zijn geassocieerd met ziekten en aandoeningen zoals autisme en de ziekte van Alzheimer en omvatten vele bestaande drug targets. Deze modellen geven inzicht in wat maakt het menselijk brein verschillende en nieuwe kansen te zamelen voor therapieën om het doel ziekte te behandelen.

De onderzoekers vinden ook dat het patroon van genexpressie in de cerebrale cortex is gecorreleerd met "functionele connectiviteit ', zoals blijkt uit neuroimaging gegevens van Human connectoom Project.

"Het is spannend om een ​​correlatie tussen de hersenen circuits en genexpressie vinden door de combinatie van hoge-kwaliteit van de gegevens uit deze twee grote projecten,"

zegt David Van Essen, Ph.D., een professor aan de Washington University in St. Louis en een leider van het Human connectoom Project.

"Het menselijk brein is buitengewoon complex, dus het is heel verrassend dat een klein aantal van de modellen kunnen dat de meeste van de genetische variabiliteit door de hersenen uit te leggen", zegt Christof Koch, Ph.D., President en Chief Scientific Officer bij de ' Allen Institute for Brain Science. "Het kan gemakkelijk zijn duizenden modellen, of helemaal geen. Dit geeft ons een spannende manier om de functionele activiteit die aan de basis van de hersenen unieke menselijke onderzoeken."

Hawrylycz M, et al.
Canonical genetische handtekeningen van de volwassen menselijk brein
Nature Neuroscience