Особенности межклеточных взаимосвязей являются ключевым звеном, позволяющим идентифицировать морфофункциональные различия между типами нейронов. К такому заключению пришли научные сотрудники Фуданьского университета в Шанхае (Fudan University, Shanghai), Китай, проведя анализ профилей активности генов 6 известных типов ингибирующих клеток. Так, в работе, опубликованной в издании «Cell» 21 сентября 2017 г., авторы представили описание молекулярно-генетических основ формирования типов нейронных клеток.
В ходе исследования, применяя 6 генетически идентифицируемых типов корковых ингибиторных ГАМК-ергических нейронов, специалисты задались целью изучить факторы, способные тем или иным образом оказывать влияние на их основные молекулярные особенности. Используя метод секвенирования РНК высокого разрешения и соответствующие вычислительные инструменты, команда исследователей осуществила диагностический поиск семейств генов, активность которых проявляла бы характерные закономерности в каждом типе нейрона. По итогам диагностики более чем из 600 семейств генов ученые выявили около 40 семейств, чьи характеристики активности могли быть использованы для выделения шести групп клеток. При этом было показано, что параметры, определяющие клеточную идентичность, характерны для 6 функциональных категорий семейств генов, являющихся жизненно необходимыми для формирования межклеточных взаимодействий. Последние включают белки, которые формируют двусторонние межнейронные синаптические взаимосвязи вдоль или около мембран, обращенные друг к другу через синаптический промежуток.
Комментируя результаты исследования, авторы объяснили, что ключевые регуляторные гены определяют не только направленность соотношений, но и тип взаимодействий того или иного нейрона с другими клетками. Таким образом, характер генетических последовательностей обусловливает морфологические черты и функциональный характер межнейронных коммуникаций. Эта молекулярная генетическая структура нейронной идентичности объединяет фенотипы клеток вдоль нескольких осей и обеспечивает основу для классификации типов нейронов.
По словам авторов, результаты проведенной работы образно можно сравнить с описанием того, как стили и паттерны межличностного общения в социокультурном контексте позволяют нам узнавать важные и во многом определяющие аспекты индивидуальности того или иного человека.
В целом, среди основополагающих выводов исследования ученые отметили положение о том, что архитектура межнейронных коммуникаций определяется молекулярным профилем нейронов. Также авторы работы выразили надежду на то, что полученные результаты исследования в будущем смогут расширить перспективы нейробиологии и медицины в изучении классификационных и функциональных характеристик сотен тысяч нейронов на предложенной ими молекулярно-генетической основе.
- Cold Spring Harbor Laboratory (2017) Neuron types in brain are defined by gene activity shaping their communication patterns. ScienceDaily, Sep. 21 (https://www.sciencedaily.com/releases/2017/09/170921141227.htm).
- Paul A., Crow M., Raudales R. et al. (2017) Transcriptional architecture of synaptic communication delineates GABAergic neuron identity. Cell, Sep. 21 [Epub. ahead of print].
Наталья Савельева-Кулик
