211service.com
La secuenciación de ADN podría mapear el cableado del cerebro
Los neurocientíficos planean usar un virus que transporta ADN de una neurona a otra, combinado con tecnología de secuenciación de ADN, para comprender cómo está conectado el cerebro del ratón, célula por célula.
El proyecto propuesto por Anthony Zador y otros en Laboratorio Cold Spring Harbor en Nueva York, sin embargo, ofrece una forma más barata y rápida de mapear las conversaciones de neurona a neurona que ocurren en el cerebro y podría arrojar luz sobre trastornos como el autismo o la esquizofrenia.
El esfuerzo sería una adición emocionante al campo floreciente de los proyectos de conectoma (esfuerzos de investigación para mapear las conexiones neuronales en el cerebro), dice Amy Bernard, directora de Ciencia Estructurada en el Instituto Allen de Ciencias del Cerebro en Seattle. Para comprender cualquier fundamento de una enfermedad o función es fundamental comprender primero la lista de piezas: qué son todas las células y cómo encajan, dice Bernard.
Los síntomas de muchos trastornos y enfermedades cerebrales, especialmente condiciones poco conocidas como el autismo o la esquizofrenia, podrían surgir de conexiones anormales en el cerebro. En gran parte, se piensa que estas enfermedades podrían afectar el diagrama de cableado del cerebro. Comprender la versión normal nos ayudará a comprender cuándo no está conectada correctamente y qué podría estar mal, dice Bernard.
La mayoría de los proyectos de conectoma se basan en la inspección visual de la estructura del cerebro con la ayuda de microscopios y tintes de rastreo de neuronas. Estos métodos permiten a los científicos ver cómo las principales vías neuronales conectan un área del cerebro con otra, pero no permiten una vista de cerca de las sinapsis (la intersección de dos neuronas donde se intercambia información). Los métodos de microscopía más intensivos permiten vistas de alta precisión de las sinapsis, pero el proceso requiere mucho tiempo y es caro. Dados los miles de millones de sinapsis estimados en el cerebro de un ratón, un método más rápido y de alto rendimiento podría acelerar nuestra comprensión de cómo las neuronas se comunican entre sí en el cerebro de los mamíferos.
En PLOS Biología esta semana, el equipo describe un método en el que pequeños fragmentos de ADN pasan de una neurona a la siguiente como parte de un virus. Cada neurona está etiquetada con un código de barras de ADN único: un puñado de letras o bases de ADN en un orden específico que será único para cada neurona. Con solo 20 letras, el equipo puede etiquetar de manera única un billón de neuronas, muchas más de las que existen en el cerebro de un ratón.
Diseñamos el virus para mover los códigos de barras a través de las sinapsis, por lo que ahora, cada neurona se convierte en una bolsa de códigos de barras, que contiene copias de su propio código de barras y copias de todas las neuronas que le hablan, dice Zador.
Una vez que el virus ha llevado los códigos de barras de una neurona a otra, se utilizará otro truco biológico moderno para mapear las conexiones. El equipo recolectará ADN del cerebro y secuenciará los códigos de barras combinados. Luego, las computadoras clasificarán qué neuronas intercambiaron códigos de barras entre sí.
Esta estrategia es realmente buena, especialmente porque el costo de la secuenciación está bajando, dice Bernard. No le dará la información de todo el cerebro y la estructura completa en la que se centran algunos de los otros proyectos de conectoma, sino que le proporcionará una vista más cercana de las conexiones del cerebro.
Zador espera que los datos del conectoma de su equipo ayuden a los científicos a ajustar su hipótesis sobre cómo funciona el cerebro al proporcionarles datos sobre cómo está conectado.
En este momento, nuestro conocimiento de los circuitos es tan rudimentario que [las hipótesis] son en gran parte ilimitadas, dice Zador. Cuando los investigadores tienen una idea sobre cómo funciona el cerebro, no tienen forma de comprobar fácilmente si el cableado del cerebro es compatible con su hipótesis. Una de mis mayores esperanzas ha sido que podamos [mejorar] nuestra comprensión de los circuitos hasta un punto en el que podamos hacer un progreso mucho más rápido en la comprensión de cómo calculan los cerebros.