Ученые из Исследовательского института Скриппса (TSRI), университета Калифорнии в Сан-Диего и компании Illumina совместно обнаружили неожиданно большое разнообразие модификаций матричной РНК (мРНК) — молекулы, которая считывает информацию с ДНК (этот процесс называется транскрипцией) и передает ее к месту синтеза белков. Статью об этом, опубликованную в журнале Science, пересказывает пресс-релиз Исследовательского института Скриппса.
Авторы статьи выделили и проанализировали свыше 3200 нейронов из разных участков коры головного мозга (поля Бродмана). Объем проделанной работы на порядок больше того, что был в ранее проведенных исследованиях. До сих пор было известно, что разные поля Бродмана отличаются друг от друга тонкостями строения составляющих их нервных клеток. Однако различия между ними в мРНК были изучены впервые.
Ученые обнаружили в клетках разных полей Бродмана множество комбинаций 16 подтипов мРНК. Каждому участку коры присуща своя комбинация из разных долей этих типов, что, по-видимому, связано с разными функциями этих участков — например, такими, как обработка слуховой информации или социальное поведение. В самом деле, разные варианты мРНК означают разные варианты транскрипции — а значит, и экспрессию разных генов, и синтез разных белков, которые нужны для разных задач.
Это означает, что до сих пор биологи недостаточно представляли себе степень разнообразия нейронов в головном мозге, считая их все практически одинаковыми, что неверно. «По исследованию крошечного образца, взятому из одного участка мозга, ученые зачастую делают выводы, которые, как они считают, верны для всего мозга в целом», — указал профессор Джерольд Чун (Jerold Chun) из TSRI, один из ведущих авторов исследования.
Был получен и еще один интересный результат: биологические маркеры (особые белки) в некоторых нейронах указывали, что они (нейроны) появились еще на стадии зародыша, в области эмбрионального мозга, которая называется ганглионарный бугорок и служит источником тормозных нейронов для коры. Эти нейроны могут иметь самое непосредственное отношение к разным нарушениям работы мозга.
«Мы обнаружили неожиданно высокое транскриптомное разнообразие от клетки к клетке [мозга], что поможет лучше понять как нормальную работу мозга, так и ее нарушения, подобные болезням Альцгеймера, Паркинсона, боковому амиотрофическому склерозу и депрессии», — резюмировал Чун.
Исследования мозга человека и животных — одна из важнейших областей современной биологии, в которой регулярно появляются интересные открытия. Так, недавно мы узнали, что у некоторых птиц в переднем отделе мозга больше нейронов, чем даже у низших приматов — просто упакованы они плотнее. Это объясняет неожиданно высокие умственные способности ворон, сложность песен певчих птиц и имитационные таланты попугаев.
Впрочем, для принятия важных решений много нейронов иногда и не нужно — например, улитки в некоторых случаях прекрасно обходятся всего двумя.
