MERCREDI 24 OCTOBRE 2012
Une équipe de neuroscientifiques du laboratoire de Cold Spring Harbor (New York) a proposé une nouvelle façon révolutionnaire de déterminer le potentiel de connectivité neuronale (le `` connectome '') de l'ensemble du cerveau de souris, dans un essai publié dans la revue 'PLoS Biology '.
L'équipe, dirigée par le professeur Anthony Zador, vise à fournir une description complète de la connectivité neuronale. À l'heure actuelle, la seule méthode pour obtenir ces informations avec une grande précision est basée sur l'examen de la synapse de chaque cellule par microscopie électronique; Mais la méthode est lente, coûteuse et nécessite beaucoup de travail.
Maintenant, Zador et ses collaborateurs ont proposé un séquençage d'ADN haute performance pour tester la connectivité des circuits neuronaux à la même résolution que celle des neurones individuels. Selon le chercheur, "nous avons l'intention de le faire à travers un processus que nous développons, appelé BOINC: le code-barres de chacune des connexions neuronales".
La proposition arrive à un moment où plusieurs équipes scientifiques aux États-Unis progressent dans leurs efforts pour cartographier les connexions cérébrales chez les mammifères. Ces études utilisent des injections de colorants traceurs ou de virus pour cartographier la connectivité neuronale à une échelle mésoscopique - une résolution de milieu de gamme qui permet de suivre les fibres neuronales entre les régions du cerveau.
Cependant, l'équipe Zador veut tracer la connectivité au-delà de l'échelle mésoscopique susmentionnée, au niveau des contacts synaptiques entre des paires de neurones individuels. La technique du code à barres BOINC peut, selon Zador, «fournir une vue immédiate des processus exécutés par un circuit». En revanche, la méthode BOINC promet d'être beaucoup plus rapide et moins chère que les approches basées sur la microscopie électronique.
La méthode BOINC comprend trois étapes. Tout d'abord, chaque neurone est étiqueté avec un code-barres d'ADN spécifique - un code-barres composé de seulement 20 «lettres» aléatoires d'ADN peut étiqueter un milliard de neurones, beaucoup plus que ceux du cerveau de souris .
La deuxième étape se concentre sur les neurones qui sont connectés de manière synaptique et leurs associés de codes-barres respectifs. Ceci est réalisé par un virus - tel que le virus des pseudorabies - qui peut déplacer le matériel génétique à travers les synapses. "Pour partager des codes-barres via des synapses, le virus doit être conçu pour transporter le code-barres dans sa propre séquence génétique", explique Zador, "après que le virus s'est propagé à travers les synapses, chaque neuron se termine par un sac de code à barres, qui comprend son propre code et ceux de ses partenaires couplés de manière synaptique. "
La troisième étape de la méthode consiste à l'union des codes à barres des neurones connectés synaptiquement pour créer des morceaux d'ADN individuels, qui peuvent ensuite être lus par des méthodes de haute performance de séquençage. Ces séquences de codes à barres doubles peuvent être calculées par calcul pour révéler le schéma de câblage synaptique du cerveau.
Ensemble, Zador dit que si BOINC réussit la phase de test, il offrira un moyen rapide et peu coûteux de cartographier un connectome, même celui des complexes cérébraux de mammifères.
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Une équipe de neuroscientifiques du laboratoire de Cold Spring Harbor (New York) a proposé une nouvelle façon révolutionnaire de déterminer le potentiel de connectivité neuronale (le `` connectome '') de l'ensemble du cerveau de souris, dans un essai publié dans la revue 'PLoS Biology '.
L'équipe, dirigée par le professeur Anthony Zador, vise à fournir une description complète de la connectivité neuronale. À l'heure actuelle, la seule méthode pour obtenir ces informations avec une grande précision est basée sur l'examen de la synapse de chaque cellule par microscopie électronique; Mais la méthode est lente, coûteuse et nécessite beaucoup de travail.
Maintenant, Zador et ses collaborateurs ont proposé un séquençage d'ADN haute performance pour tester la connectivité des circuits neuronaux à la même résolution que celle des neurones individuels. Selon le chercheur, "nous avons l'intention de le faire à travers un processus que nous développons, appelé BOINC: le code-barres de chacune des connexions neuronales".
La proposition arrive à un moment où plusieurs équipes scientifiques aux États-Unis progressent dans leurs efforts pour cartographier les connexions cérébrales chez les mammifères. Ces études utilisent des injections de colorants traceurs ou de virus pour cartographier la connectivité neuronale à une échelle mésoscopique - une résolution de milieu de gamme qui permet de suivre les fibres neuronales entre les régions du cerveau.
Cependant, l'équipe Zador veut tracer la connectivité au-delà de l'échelle mésoscopique susmentionnée, au niveau des contacts synaptiques entre des paires de neurones individuels. La technique du code à barres BOINC peut, selon Zador, «fournir une vue immédiate des processus exécutés par un circuit». En revanche, la méthode BOINC promet d'être beaucoup plus rapide et moins chère que les approches basées sur la microscopie électronique.
La méthode BOINC comprend trois étapes. Tout d'abord, chaque neurone est étiqueté avec un code-barres d'ADN spécifique - un code-barres composé de seulement 20 «lettres» aléatoires d'ADN peut étiqueter un milliard de neurones, beaucoup plus que ceux du cerveau de souris .
La deuxième étape se concentre sur les neurones qui sont connectés de manière synaptique et leurs associés de codes-barres respectifs. Ceci est réalisé par un virus - tel que le virus des pseudorabies - qui peut déplacer le matériel génétique à travers les synapses. "Pour partager des codes-barres via des synapses, le virus doit être conçu pour transporter le code-barres dans sa propre séquence génétique", explique Zador, "après que le virus s'est propagé à travers les synapses, chaque neuron se termine par un sac de code à barres, qui comprend son propre code et ceux de ses partenaires couplés de manière synaptique. "
La troisième étape de la méthode consiste à l'union des codes à barres des neurones connectés synaptiquement pour créer des morceaux d'ADN individuels, qui peuvent ensuite être lus par des méthodes de haute performance de séquençage. Ces séquences de codes à barres doubles peuvent être calculées par calcul pour révéler le schéma de câblage synaptique du cerveau.
Ensemble, Zador dit que si BOINC réussit la phase de test, il offrira un moyen rapide et peu coûteux de cartographier un connectome, même celui des complexes cérébraux de mammifères.
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