Нервные клетки спинного мозга, разветвляющиеся по всему телу, напоминают деревья с ветвями, разветвляющимися во всех направлениях. Но это изображение также можно использовать, чтобы рассказать историю о том, как эти нейроны, их работа со временем становилась все более специализированной, возникли в ходе истории развития и эволюции. Исследователи Солка впервые проследили развитие нейронов спинного мозга, используя генетические сигнатуры, и выявили, как различные подтипы клеток могли эволюционировать и в конечном итоге функционировать, регулируя движения нашего тела.

Результаты, опубликованные в журнале Science 23 апреля 2021 года, предлагают исследователям новые способы классификации и маркировки подмножеств клеток спинного мозга для дальнейшего изучения с использованием генетических маркеров, которые дифференцируют ветви генеалогического древа клеток .

«Подобное исследование дает ученым первые молекулярные рычаги для изучения функции нейронов спинного мозга гораздо более точным способом, чем когда-либо прежде», – говорит старший автор исследования Сэмюэл Пфафф, профессор Солка и Бенджамин. Председатель Х. Льюиса. «Это также имеет значение для лечения травм спинного мозга ».

Спинальные нейроны отвечают за передачу сообщений между спинным мозгом и остальным телом. Исследователи, изучающие спинномозговые нейроны, обычно классифицируют клетки по «кардинальным классам», которые описывают, где в спинном мозге каждый тип нейрона впервые появляется во время внутриутробного развития плода. Но у взрослого нейроны одного кардинального класса обладают различными функциями и молекулярными характеристиками. Было сложно изучить небольшие подмножества этих клеток, чтобы выявить их разнообразие. Однако понимание этих различий между подмножествами имеет решающее значение для того, чтобы помочь исследователям понять, как нейроны спинного мозга управляют движениями и что идет не так при нейрогенеративных заболеваниях или травмах спинного мозга.

«Давно известно, что кардинальные классы, какими бы полезными они ни были, неполны в описании разнообразия нейронов спинного мозга», – говорит Питер Оссевард, аспирант лаборатории Пфаффа и соавтор книги. новая газета, вместе с бывшим аспирантом Марито Хаяши, ныне докторантом Гарвардского университета.

Пфафф, Оссевард и Хаяши обратились к технологиям секвенирования одноклеточной РНК, чтобы проанализировать различия в том, какие гены активируются почти в 7000 различных спинномозговых нейронах мышей. Они использовали эти данные, чтобы сгруппировать клетки в тесно связанные кластеры таким же образом, как ученые могут группировать родственные организмы в генеалогическое древо.