Revoluční metoda: RNA čárové kódy mapují skryté mozkové spoje s nevídanou přesností

Vědci z University of Illinois Urbana-Champaign vyvinuli převratnou techniku, která využívá RNA „čárové kódy“ k mapování propojení neuronů. Tato metoda dokáže zachytit tisíce spojení s přesností na jednotlivé synapse, což představuje zásadní průlom v mapování mozku.

Vědci z University of Illinois Urbana-Champaign vyvinuli převratnou techniku, která využívá RNA „čárové kódy“ k mapování propojení neuronů. Tato metoda dokáže zachytit tisíce spojení s přesností na jednotlivé synapse, což představuje zásadní průlom v mapování mozku. Díky ní se mapování mozku mění v sekvenační úkol, což ho činí výrazně rychlejším a škálovatelnějším než tradiční přístupy. V experimentech na myší již odhalila překvapivá nová spojení mezi mozkovými buňkami, která byla dosud neznámá.

Tato inovace by mohla otevřít dveře k dřívější detekci a cílené léčbě neurologických onemocnění. Hlubší pochopení organizace a fungování komplexních mozkových sítí je klíčové pro objasnění, co se děje špatně u neurologických poruch a jak se vyvíjejí nemoci jako Alzheimerova choroba. Vedoucí studie Boxuan Zhao, profesor buněčné a vývojové biologie, přirovnává tento přístup k inženýrství počítače: „Pokud neznáte zapojení centrální procesorové jednotky, nemůžete pochopit její funkci, optimalizovat ji ani ji opravit, když se něco porouchá. K mozku přistupujeme stejně.“

Technologie, nazvaná Connectome-seq, umožňuje simultánní mapování tisíců nervových spojení s rozlišením na jednotlivé synapse, což žádná současná metoda nenabízí. Je přímo použitelná pro pochopení dysfunkce obvodů u neurodegenerativních onemocnění a mohla by poskytnout platformu pro vývoj terapeutických intervencí zaměřených na konkrétní obvody. Tradiční mapování mozku bylo pomalé a obtížné, často vyžadovalo krájení mozkové tkáně na extrémně tenké řezy a ruční skládání drah. I když novější sekvenační nástroje dokážou označit mnoho neuronů najednou, obvykle ukazují, kam neuron sahá, spíše než aby identifikovaly přesné buňky, se kterými se spojuje na synapsi.

Tým profesora Zhaa překonal tato omezení tím, že každému neuronu přiřadil unikátní RNA „čárový kód“. Specializované proteiny přenášejí tyto kódy z hlavního těla neuronu do synapse, místa, kde se dva neurony setkávají. Vědci pak izolují tyto synapse a pomocí vysokokapacitního sekvenování čtou, které páry čárových kódů se nacházejí společně. Tento proces odhaluje, které neurony jsou přímo propojeny, což umožňuje mapovat sítě ve velkém měřítku. Zjištění byla publikována v prestižním časopise Nature Methods.