基因活性决定神经元的连通性

在研究上迈出的重要一步，冷泉港实验室(CSHL)的科学家今天在细胞中发表了有关神经元细胞类型的分子遗传基础的发现。神经元是连接大脑回路以支持心理活动和行为的基本构建块。这项研究涉及对从神经元中活跃的基因转录的信息进行复杂的计算分析，该研究指出细胞间通信的模式是其核心特征，它使得可能在整个小鼠脑中严格区分神经元类型。

由冷泉港实验室教授Z. Josh黄带领的团队将他们的发现比作沟通风格和模式使我们能够学习关于人的重要（确定的)事物的方式。该论文的第一作者安尼班保罗博士说："弄清楚我是谁，你可以通过研究与谁以及我如何沟通来学到很多。当我打电话给祖母时，我是否使用应用程序或电话？在语调上，我该如何与她说话？与我与儿子或同事的通讯相比如何？"

研究小组使用了六种可遗传识别的皮质抑制神经元，它们均释放了神经递质GABA，他们试图发现能够区分其核心分子特征的因素。使用保罗优化的高分辨率核糖核酸测序方法以及冷泉港实验室助理教授杰西吉利斯和同事梅根克劳博士开发的计算工具，研究小组搜索了在每种神经元类型中其活性均表现出特征模式的基因家族。

研究小组从600多个基因家族中发现了大约40个家族，它们的活动模式可以用来区分六组细胞黄说，令人惊讶的是，这些细胞定义功能仅属于基因家族的六个功能类别，所有这些对于细胞间通讯至关重要。它们包括在神经元的通讯界面的两侧表达的蛋白质：沿着膜或在膜附近彼此面对，穿过突触间隙-狭窄的空间分隔了一个（突触前)神经元发送信号和一个（突触后)神经元面对它的神经元接收信号。

黄解释说，关键基因决定了神经元连接的其他细胞以及与这些伙伴的通讯方式。"最终，这些基因编码出一个惊人的特征，即这些神经元与谁以及如何相互交谈。"

研究小组说，通信架构实际上被硬连接到神经元的分子组成中，很可能跨越大脑。归纳y-氨基丁酸结果的能力是基于来自艾伦大脑图谱的已发布数据团队进行的重新分析。它表明，他们鉴定出的六个"定义"基因/蛋白质家族在整个大脑的随机神经元组（包括兴奋性神经元)中也具有统计学区别。

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