Nauji vaisinių muselių tyrimai rodo poveikį ląstelių lygiu

Tyrimas yra pagrindas medicinos plėtrai, siekiant gydyti ar užkirsti kelią žmonių priklausomybei, ir pateikia kontekstinį būsimų tyrimų pagrindą.

Nauji Klemsono universiteto Žmogaus genetikos centro tyrimai nustatė specifines paprastųjų vaisių musių smegenų ląstelių grupes, kurias paveikė ūmus kokaino poveikis, o tai galbūt galėtų padėti narkotikų kūrimo pagrindą žmonėms gydyti ar užkirsti kelią.

Nors neurologinis kokaino poveikis yra žinomas, genetinis jautrumas šio vaisto poveikiui nėra. Žmonių populiacijos jautrumas kokaino poveikiui skiriasi dėl aplinkos ir genetinių veiksnių, kuriuos sunku ištirti. Apie 70 procentų vaisinės musės (Drosophila melanogaster) genų turi analogus žmonėms, kurie tyrinėtojams pateikia panašų modelį tiriant sudėtingas genetines savybes.

Genetikai Trudy Mackay ir Robertas Anholtas bendradarbiaudami nustatė, kad vartojant kokainą vaisių musių smegenys sukelia greitus, plačiai paplitusius genų raiškos pokyčius ir kad vyrų ir moterų skirtumai yra ryškesni.

Musės, veikiamos kokaino, sumažina judrumą ir padidina traukulius. Tyrimas parodė, kad pažeidžiamos visų rūšių musės smegenų ląstelės, ypač Kenijos ląstelės musių smegenų grybų kūnuose ir kai kurios glia ląstelės. Grybų kūnai, gavę savo vardą, nes atrodo kaip grybų pora, yra integruoti smegenų centrai, kuriuos lydi patirtiniai elgesio pokyčiai.

Šios išvados ilgainiui gali sukelti terapinius agentus.

Trudy Mackay Clemson žmogaus genetikos centras

Trudy Mackay yra Klemsono žmogaus genetikos centro direktorė. Kreditas: Klemsono universitetas

„Šis tyrimas nustato svarbias smegenų dalis“, – sakė Mackay, „Self Family“ apdovanotas žmogaus genetikos pirmininkas. „Dabar galime pamatyti, kokie genai yra eksponuojami veikiant kokainą ir ar yra vaistų, kuriuos gali patvirtinti Federalinė medicinos administracija, galbūt pirmiausia pagal skrydžio modelį. Jau pastebėjome kelis iš šių genų. Tai yra pagrindinė padėtis. Dabar galime naudoti šį darbą, kad suprastume galimą terapiją. “

Tyrimas

Tyrimo metu musėms patelėms ir patelėms buvo leista ne daugiau kaip dvi valandas vartoti fiksuotą sacharozės ar sacharozės kiekį, papildytą kokainu.

Tyrėjai stebėjo jų elgesį pavartoję kokaino ir rado įrodymų, kad kokaino poveikis sukelia fiziologinį ir elgesio poveikį, įskaitant priepuolius ir priverstinį gydymą.

Norėdami įvertinti kokaino vartojimo poveikį smegenų genų ekspresijai, mokslininkai išskyrė musės smegenis ir išskyrė jas į kelias ląsteles. Tyrėjai naudojo naujos kartos sekvenavimo technologiją kurdami atskirų ląstelių ekspresuotų genų bibliotekas. Kiekvienoje ląstelėje yra tūkstančiai nuorašų.

Tyrimo metu buvo tiriama 88 991 ląstelė.

Naudodami sudėtingą statistinę analizę, mokslininkai sugebėjo juos sugrupuoti į 36 skirtingas ląstelių grupes. Grupių anotacija, remiantis jų genų žymenimis, parodė, kad buvo atstovaujama visiems svarbiems ląstelių tipams – neuronų ir glijos -, taip pat neurotransmiteriams iš daugumos smegenų regionų, įskaitant grybų kūnus.

„Mes nustatėme, kad kokaino poveikis smegenyse yra labai plačiai paplitęs ir kad akivaizdūs vyrų ir moterų skirtumai. Yra reikšmingas seksualinis dimorfizmas “, – sakė provincijos genetikos ir biochemijos profesorius Anholtas. “Mes sukūrėme seksualiai dimorfinio kokaino moduliuojamo geno ekspresijos modelių smegenyse atlasą, kuris gali būti šaltinis mokslininkų bendruomenei.”

Itin galingas

Vienaląstė technika yra ypač galinga ir siūlo įspūdingų pranašumų, palyginti su standartiniais genų ekspresijos profilio tyrimais.

„Jei naudojamos visos smegenys ir nėra genų raiškos heterogeniškumo, todėl jos yra vienoje ir kitoje ląstelėje, jūs nematote jokio signalo. Tačiau atlikę vienos ląstelės analizę, galime užfiksuoti labai smulkias detales, atspindinčias skirtingų ląstelių tipų genų ekspresijos heterogeniškumą. Labai įdomu taikyti šią pažangią technologiją čia, CHG “, – paaiškino Mackay.

Mackay yra viena iš pirmaujančių pasaulio autoritetų kompleksinių bruožų genetikos srityje. Ji ilgai domisi elgesio genetika ir vaisinės musės vystymu, kaip modeliu suprasti sudėtingo elgesio genetinį pagrindą. Jos laboratorija sukūrė „Drosophila melanogaster“ genetinę etaloninę skydelį (DGRP), kurį dabar sudaro 1000 inbredinių musių linijų su genomais, kurie yra visiškai sekvenuoti iš vietinės populiacijos. DGRP leidžia tyrėjams naudoti natūraliai atsirandančias variacijas tiriant genetinius variantus, kurie prisideda prie jautrumo skirtingiems stresoriams.

Nuoroda: „Drosophila smegenys dėl vienaląsčio skiriamojo kokaino“ 2021 m. Gegužės 25 d., Genomo tyrimai.
DOI: 10.1101 / gr.268037.120

Rezultatai buvo paskelbti prestižiniame žurnale Genomo tyrimai straipsnyje pavadinimu „Drosophila smegenys apie kokainą skiriant vienos ląstelės skiriamąją gebą“. Tarp bendraautorių yra CHG bioinformatika Vijay Shankar; magistrantai Brandonas Bakeris, Sneha Mokashi ir Jeffrey Hatfieldas; ir buvusi „Clemson“ studentė Rachel Hannah, dabar – Johno Hopkinso universitete.

Šį tyrimą parėmė Nacionalinis piktnaudžiavimo narkotikais instituto dotacijos numeris U01 DA041613. Už turinį atsako tik autoriai ir jis nebūtinai atspindi finansininko požiūrį.

Žmogaus genetikos centras yra Clemsono universiteto Mokslo kolegijos dalis ir yra įsikūręs „Self Regional Hall“ – modernioje tyrimų įstaigoje Grinvude, Pietų Karolinoje. Tyrimai centre sutelkti dėmesį į genominius, skaičiavimo ir lyginamuosius genetinius metodus, kad būtų galima įžvelgti genetinius ir aplinkos rizikos veiksnius žmonių ligoms.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Kokia tavo pirmoji idėja? Remiantis naujais tyrimais, galėtų prasidėti pustrečio amžiaus

Naujas tyrimas ir dešimtmečių duomenų apžvalga laikrodžio atmintį nustūmė už metų ribų, tačiau tyrimas įrodo, kad visi yra skirtingi. Naujas tyrimas rodo, kad vidutiniškai pirmojo...

Naujasis „Ultrathin Liquid Liquid Crystal Metalens“ siūlo elektrinį padidinimą

Cornell հայ „Samsung“ inžinierių sukurtas ultragarso, elektra valdomų metalų konceptualus perteikimas. Paskola Danieliui Schilkinui Kornelio taikomosios inžinerijos mokyklos tyrėjai's „Samsung“ pirmaujantis technologijų institutas sukūrė...

Naujos keistų, išnykusių driežų rūšys – tokios keistos, kad buvo neteisingai identifikuotos kaip dinozauras su kolibriu

„Oculudentavis naga“, kaip pavaizduota šio menininko rekonstrukcijoje, buvo keistas driežas, kurį tyrėjai iš pradžių sunkiai skirstė į kategorijas. Jie vis dar nėra tikri...

Kavos mėgėjai, mėgaukitės! Gausus kavos vartojimas susijęs su sumažėjusia širdies nepakankamumo rizika

Tyrimo ataskaita: Išanalizavus tris pagrindinius širdies ligų tyrimus nustatyta, kad geriant vieną ar daugiau kavos su kofeinu puodelių buvo sumažinta širdies nepakankamumo rizika. Kavos be kofeino...

Atominė dalelė paversta antiteze ir pirmą kartą atvirkštinė nepaprasto eksperimento metu.

Fizikų komanda, įskaitant Warwick universitetą, įrodė, kad subatominės dalelės gali virsti ego antagonistais ir vėl grįžti į naują atradimą, ką tik atskleistą praėjusią savaitę. „Šis...

Newsletter

Subscribe to stay updated.