人類的大腦有1000億個(gè)神經(jīng)元，而秀麗隱桿線蟲只有302個(gè)。秀麗隱桿線蟲雌雄同體共存在118種神經(jīng)元類型。

在一項(xiàng)新的研究中，美國(guó)范德堡大學(xué)細(xì)胞與發(fā)育生物學(xué)系研究助理教授Seth Taylor和David Miller教授與來(lái)自哥倫比亞大學(xué)和耶魯大學(xué)的研究人員一起構(gòu)建出秀麗隱桿線蟲（Caenorhabditis elegans）雌雄同體神經(jīng)系統(tǒng)中所有神經(jīng)元的基因表達(dá)圖譜。他們的數(shù)據(jù)補(bǔ)充了這種線蟲神經(jīng)系統(tǒng)的已知接線圖，繪制了整個(gè)神經(jīng)系統(tǒng)中每個(gè)神經(jīng)元的基因表達(dá)的完整圖譜。相關(guān)研究結(jié)果近期發(fā)表在Cell期刊上，論文標(biāo)題為“Molecular topography of an entire nervous system"。

這些作者使用范德堡大學(xué)開發(fā)的流式細(xì)胞儀方法來(lái)捕捉每一種類型神經(jīng)元的基因表達(dá)譜，并將這些數(shù)據(jù)分享給任何人，以研究神經(jīng)元中的單個(gè)基因如何對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)的功能作出貢獻(xiàn)。為了說(shuō)明這種方法，他們使用計(jì)算方法來(lái)確定控制特定神經(jīng)元中基因表達(dá)的DNA區(qū)域，以及可能維持突觸形成的粘附蛋白，其中突觸是神經(jīng)元之間的連接，所有的大腦活動(dòng)都是從突觸開始的。

他們的研究結(jié)果表明，每種神經(jīng)元類型可以*通過(guò)特定基因家族的組合表達(dá)來(lái)識(shí)別。比如，每種神經(jīng)元類型表達(dá)大約23個(gè)神經(jīng)肽基因和大約36個(gè)神經(jīng)肽受體的不同編碼，勾勒出一個(gè)復(fù)雜而廣泛的“無(wú)線"信號(hào)網(wǎng)絡(luò)。為了展示這個(gè)全面的基因表達(dá)目錄的實(shí)用性，他們用計(jì)算方法確定了神經(jīng)元特異性基因表達(dá)的順式調(diào)控序列元件，并揭示了在突起定位和突觸特異性方面具有潛在作用的粘附蛋白。他們期望這個(gè)神經(jīng)元特異性基因表達(dá)目錄將刺激對(duì)確定秀麗隱桿線蟲整個(gè)神經(jīng)系統(tǒng)的解剖結(jié)構(gòu)、連接和功能的潛在機(jī)制的調(diào)查。

Miller說(shuō)，“鑒于指導(dǎo)這種線蟲神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育和功能的遺傳規(guī)則也可能在人類大腦中運(yùn)作，我們期望這個(gè)*的基因表達(dá)數(shù)據(jù)集將成為破譯大腦遺傳基礎(chǔ)的寶貴基礎(chǔ)。這些數(shù)據(jù)將促進(jìn)假設(shè)驅(qū)動(dòng)的研究，探究基因如何zhi定不同的神經(jīng)元類型，它們?nèi)绾谓⒑途S持連接，以及它們?nèi)绾斡绊懶袨椤?

通過(guò)分享他們的數(shù)據(jù)，Miller及其同事們旨在為研究神經(jīng)系統(tǒng)以及基因缺陷如何影響大腦功能和設(shè)計(jì)的科學(xué)家們創(chuàng)造機(jī)會(huì)。Miller說(shuō)，“我們期望我們的發(fā)現(xiàn)將刺激這些長(zhǎng)期努力。"

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來(lái)源：生物谷

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