Le nouvel atlas génétique du développement cérébral

résumé: Les chercheurs ont créé un atlas détaillant le développement génétique précoce du cerveau, de la 6e à la 13e semaine du développement fœtal. Ce nouveau travail fournit une vision complète de la régulation génique dans différentes régions du cerveau, allant au-delà des études précédentes axées principalement sur le cortex.

L’atlas devrait aider à comprendre les erreurs de développement qui conduisent aux tumeurs cérébrales chez les enfants et pourrait aider à développer des traitements ciblés. En outre, l’étude fait partie du projet plus vaste Human Developmental Cell Atlas, qui vise à cartographier le développement génétique de divers organes.

Faits marquants:

1. Cartographie cérébrale approfondie : L’atlas fournit une carte détaillée de l’activation des gènes et du développement cellulaire dans le cerveau au cours des premiers stades embryonnaires.
2. Applications cliniques potentielles : Les idées présentées dans cet atlas sont utilisées pour étudier et comprendre les origines du cancer du cerveau pédiatrique, ce qui pourrait conduire à de nouvelles stratégies de traitement.
3. Efforts de recherche collaborative : Cette recherche fait partie d’un effort plus vaste, financé par d’éminentes institutions, visant à créer des atlas cellulaires complets de plusieurs organes, faisant ainsi progresser notre compréhension du développement humain et des maladies.

source: Institut Karolinska

Dans un article publié dans natureDes chercheurs du Karolinska Institutet présentent un atlas du développement précoce du cerveau.

L’atlas peut être utilisé, entre autres, pour découvrir ce qui n’a pas fonctionné dans le développement des tumeurs cérébrales chez les enfants ainsi que pour trouver de nouveaux traitements.

Une équipe de recherche internationale dirigée par le Karolinska Institutet a cartographié le développement génétique précoce du cerveau et peut désormais fournir un atlas du développement fœtal entre la 6e et la 13e semaine.

« Il s’agit de la première étude complète du développement du cerveau axée sur la régulation des gènes. Les études précédentes se sont presque toujours concentrées sur le cortex, ou cortex cérébral.  » « Notre étude est une cartographie systématique de l’ensemble du cerveau afin que toutes les régions puissent être comparées. avec l’un l’autre. »

Lorsque le cerveau commence à se développer chez le jeune fœtus, il commence à ressembler à un tube, dont les parois se développent pour former le cerveau et le centre du tube rempli de liquide devient les ventricules, la cavité cérébrale.

Entre la 6e et la 13e semaine de grossesse, on observe une spécialisation rapide des cellules dans les parois du tube. Cela se produit à travers une réaction en chaîne très complexe dans laquelle sont sécrétées des substances qui stimulent le développement des premières cellules d’une certaine manière. Ces cellules sécrètent ensuite des signaux supplémentaires qui contrôlent la prochaine étape du développement cellulaire, et ainsi de suite.

Les signaux activent des gènes qui produisent des protéines spécialisées dans différents types de cellules et agissent également comme de nouveaux signaux.

« C’est ce processus qui détermine comment, dans quel ordre et dans quel type de cellules les gènes sont activés au cours de ce processus de formation du cerveau », explique Steen Linarson. « Nous voulions suivre le processus depuis l’ADN jusqu’à l’ARN, en passant par les protéines. dans chacun une étape ».

La recherche a été réalisée à l’aide d’une méthode permettant de mesurer les régions actives sur les brins d’ADN et d’ARN formés dans des cellules individuelles. Les chercheurs ont ensuite reconstitué le puzzle et peuvent désormais dresser une carte de son fonctionnement.

Cette recherche fait partie du plus grand projet suédois « Human Developmental Cell Atlas » dans lequel plusieurs groupes de recherche ont étudié le développement génétique du cerveau, du cœur, des poumons, etc. Les recherches sur le projet avancent désormais et les chercheurs utilisent les cartes pour trouver des réponses à ce qui n’a pas fonctionné dans la maladie.

« Nous étudions actuellement l’émergence du cancer du cerveau chez les enfants. Heureusement, c’est une maladie rare, mais parmi les différentes maladies mortelles chez les enfants, c’est l’une des plus courantes.

« Nous étudions les tumeurs qui apparaissent au cours du développement du cerveau embryonnaire et utilisons l’atlas pour tenter de comprendre les mécanismes du développement normal qui ont mal tourné et comment cela conduit à la formation et à la croissance de tumeurs », explique Steen Linarson.

Financement : La recherche a été financée par la Fondation familiale Erling-Persson, la Fondation Knut et Alice Wallenberg, la Fondation suédoise pour la recherche stratégique et EC Horizon 2020. Sten Lennarsson est le conseiller scientifique de Moleculent, Combigene et du Centre d’excellence en immunothérapie de l’Université. d’Oslo. Lui et le premier auteur Camille Mannin sont également actionnaires d’EEL Transcriptomics AB, qui détient les droits de propriété intellectuelle d’EEL-FISH.

À propos de l’actualité de la recherche en génétique et en neurodéveloppement

auteur: Sten Linarson
source: Institut Karolinska
communication: Sten Lennarsson – Institut Karolinska
image: Image créditée à Neuroscience News

Recherche originale : Accès libre.
« Accessibilité de la chromatine au cours du développement neurologique humain au premier trimestre« Par Sten Lennarsson et al. nature

un résumé

Accessibilité de la chromatine au cours du développement neurologique humain au premier trimestre

Le cerveau humain se développe à travers une série d’événements étroitement régulés, provoqués par l’expression des facteurs de transcription et les changements dans l’accessibilité de la chromatine.

Bien que l’expression des gènes dans le cerveau en développement ait été décrite à une résolution unicellulaire, des atlas similaires sur l’accessibilité de la chromatine se sont principalement concentrés sur le cerveau antérieur.

Nous décrivons ici l’accessibilité de la chromatine et l’expression des gènes couplés dans l’ensemble du cerveau humain en développement au cours du premier trimestre (6 à 13 semaines après la conception).

Nous avons identifié 135 clusters et utilisé des mesures multipartites pour corréler le candidat Ligue des pays indépendants– Éléments régulateurs de l’expression des gènes. Le nombre de zones accessibles augmente avec l’âge et au fur et à mesure de la différenciation neuronale.

À l’aide d’un réseau neuronal convolutif, nous avons identifié des sites putatifs de liaison aux facteurs de transcription fonctionnels au niveau des amplificateurs qui distinguent les sous-types neuronaux.

Nous avons appliqué ce modèle à Ligue des pays indépendants– Éléments d’organisation associés Isrrb Élucider le mécanisme d’activation dans la lignée cellulaire de Purkinje.

Enfin, en reliant les polymorphismes mononucléotidiques associés à la maladie Ligue des pays indépendants-Éléments régulateurs Nous avons validé des mécanismes pathogènes putatifs dans plusieurs maladies et identifié les neurones GABAergiques dérivés du mésencéphale comme les plus vulnérables aux mutations associées au trouble dépressif majeur.

Nos résultats fournissent une vue plus détaillée des principaux mécanismes de régulation génétique qui sous-tendent l’émergence de types de cellules cérébrales au cours du premier trimestre et constituent une référence complète pour les études futures sur le neurodéveloppement humain.