Hay miles de millones de neuronas en el cerebro humano y los científicos quieren saber cómo están conectadas. Científicos del Cold Spring Harbor Laboratory (CSHL), el profesor de neurociencias Anthony Zador y sus compañeros Xiaoyin Chen y Yu-Chi Sun, han publicado una nueva técnica en Nature Neuroscience para descubrir conexiones utilizando etiquetas genéticas. Su técnica, llamada BARseq2, etiqueta las células cerebrales con secuencias cortas de ARN llamadas «códigos de barras», lo que permite a los investigadores rastrear miles de circuitos cerebrales simultáneamente.
Muchas herramientas de mapeo cerebral permiten a los neurocientíficos examinar un puñado de neuronas individuales a la vez, por ejemplo, inyectándolas con tinte. Chen, un postdoctorado en el laboratorio de Zador, explica cómo su herramienta BARseq es diferente:
«La idea aquí es que en lugar de etiquetar cada neurona con un tinte fluorescente, la llenamos con una secuencia de ARN única, y la llamamos un código de barras de ARN. Puede secuenciar el código de barras para leer dónde envía esa neurona su proyección. Puede etiquetar como decenas de miles de neuronas, todas al mismo tiempo, y aún puede distinguir qué axón proviene de qué neurona«.
Este trabajo con BARseq2 permitirá a los científicos analizar cómo producimos comportamientos complejos y brindarles a los investigadores nuevas herramientas para tratar las enfermedades cerebrales
La última generación de esta herramienta, llamada BARseq2, agrega un paso para analizar un par de docenas de genes neuronales naturales a través de una secuencia química similar a la que se usa para iluminar los códigos de barras de ARN artificiales.
Según Chen, «estas diferencias en la expresión génica generalmente reflejan algo que están haciendo estas neuronas. Por ejemplo, si una neurona expresa ciertos receptores, podrás responder a lo que sea que reciban esos receptores. Así que, en comparación con cualquiera que no tenga esos receptores, responderá de manera diferente a ciertas señales«.
BARseq2 une la estructura y función del cerebro. Sun, un extécnico de investigación en el laboratorio de Zador y ahora un estudiante graduado de la Universidad de Nueva York, compara el cerebro con un automóvil. Para comprender realmente cómo funciona un automóvil, «se examinan todos los aspectos, desde las propiedades físicas y eléctricas hasta la forma en que se vincula cada pieza. De manera similar, para comprender cómo funciona el cerebro, debe observar todos los aspectos diferentes de cada neurona, incluida la ubicación de cada una en el cerebro, la expresión génica y la conexión con otras neuronas«.
Este proyecto es parte de un esfuerzo multiinstitucional, la Red de Censos de Células de la Iniciativa BRAIN, financiada por los NIH, para compilar un atlas de cada célula en el cerebro de humanos, ratones y primates no humanos. Este trabajo permitirá a los científicos analizar cómo producimos comportamientos complejos y brindarles a los investigadores nuevas herramientas para tratar las enfermedades cerebrales.
Fuente: Nature Neuroscience.
