自從 19 世紀(jì)神經(jīng)解剖學(xué)家圣地亞哥·拉蒙·卡哈爾 (Santiago Ramón y Cajal) 發(fā)現(xiàn)了大腦中美麗而復(fù)雜的神經(jīng)元(他稱(chēng)之為“靈魂的神秘蝴蝶”)以來(lái)，神經(jīng)科學(xué)家一直在試圖描述數(shù)百或數(shù)千種腦細(xì)胞的特征，并揭示它們的工作原理一起。這是一個(gè)崇高的目標(biāo)，但它將極大地幫助神經(jīng)科學(xué)家最終了解大腦回路的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)及其功能。
在過(guò)去的十年中，該領(lǐng)域受到了新的單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組技術(shù)的歡迎，該技術(shù)通過(guò)測(cè)量基因表達(dá)模式的差異來(lái)識(shí)別神經(jīng)元和其他腦細(xì)胞。一系列被稱(chēng)為空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)的技術(shù)在這方面又邁出了關(guān)鍵的一步——不僅告訴研究人員細(xì)胞的身份和功能，還告訴他們它如何融入大腦的復(fù)雜線(xiàn)路。
但空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)有一個(gè)棘手的問(wèn)題。許多不同類(lèi)型的細(xì)胞通常是大腦中的近鄰，相互混合并快速共享信息。這意味著當(dāng)前的空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)方法沒(méi)有足夠好的分辨率來(lái)防止混淆附近細(xì)胞的基因并錯(cuò)誤地識(shí)別細(xì)胞類(lèi)型。
現(xiàn)在，在 6 月 22 日發(fā)表在《自然方法》雜志上的一篇論文中，斯坦福大學(xué)吳蔡神經(jīng)科學(xué)研究所的研究人員證明，使用一種巧妙的技巧，空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)的分辨率有了顯著提高。通過(guò)擴(kuò)大腦組織使其大小增長(zhǎng) 2.5 倍，生物工程助理教授 Bo Wang 及其同事成功解析了小鼠大腦海馬體和嗅球中的神經(jīng)元類(lèi)型，其細(xì)節(jié)比標(biāo)準(zhǔn)方法允許的要精細(xì)得多。
王是神經(jīng)組學(xué)計(jì)劃的成員，該計(jì)劃旨在構(gòu)建新的工具來(lái)提高我們?cè)诨蚝偷鞍踪|(zhì)分子水平上對(duì)大腦的了解，并最終縮小我們對(duì)大腦的理解之間的差距。微觀分子到大規(guī)模的大腦回路和網(wǎng)絡(luò)。這項(xiàng)新技術(shù)被稱(chēng)為擴(kuò)展空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)(簡(jiǎn)稱(chēng) Ex-ST)，是推動(dòng)神經(jīng)組學(xué)計(jì)劃在這一任務(wù)中向前發(fā)展的新工具的一個(gè)典型例子。
擴(kuò)展視圖
空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)依賴(lài)于從組織切片中捕獲稱(chēng)為 mRNA 的遺傳指令。這些 mRNA 指令指導(dǎo)我們的細(xì)胞制造蛋白質(zhì)機(jī)器，捕獲它們可以讓研究人員對(duì)更大的組織樣本中的每個(gè)細(xì)胞進(jìn)行分類(lèi)。問(wèn)題在于標(biāo)準(zhǔn)捕獲陣列的密度不足以捕獲微小單個(gè)細(xì)胞中的 mRNA。相反，陣列上的每個(gè)“點(diǎn)”都會(huì)捕獲來(lái)自重疊細(xì)胞類(lèi)型的 mRNA，從而難以識(shí)別單個(gè)細(xì)胞。
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