科學(xué)家**利用DNA條形碼成功繪制出大腦的連接圖譜

一項(xiàng)刊登在國(guó)際雜志Cell上的研究報(bào)告中，來(lái)自冷泉港實(shí)驗(yàn)室等機(jī)構(gòu)的科學(xué)家們通過(guò)研究成功利用DNA測(cè)序技術(shù)有效繪制出了大腦不同區(qū)域之間的遠(yuǎn)程連接圖譜，相比傳統(tǒng)基于顯微鏡的方法而言，這種新方法能夠明顯降低繪制大腦廣泛連接圖譜的成本。

研究者Longwen Huang博士表示，神經(jīng)科學(xué)家們需要解剖學(xué)圖譜來(lái)理解大腦中的信息如何從一個(gè)區(qū)域流向另一個(gè)區(qū)域，繪制大腦不同部位的細(xì)胞連接圖譜（即大腦連接組，connectome）就能幫助揭示神經(jīng)系統(tǒng)如何加工信息，以及錯(cuò)誤的連線如何誘發(fā)精神性疾病等其它疾病，繪制這些圖譜既昂貴又費(fèi)時(shí)，需要科學(xué)家們大量的努力，而這對(duì)于很多研究團(tuán)隊(duì)而言也是遙不可及的。

通常情況下研究人員利用熒光標(biāo)簽來(lái)追蹤神經(jīng)元的路徑，其能突出單個(gè)細(xì)胞是如何通過(guò)錯(cuò)綜復(fù)雜的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來(lái)找到并連接其目標(biāo)的，但是適合這項(xiàng)工作的熒光標(biāo)簽調(diào)色板往往非常有限，研究人員將不同顏色的染料注射到大腦的2-3個(gè)區(qū)域中，隨后追蹤這些區(qū)域的連接情況；研究人員可以重復(fù)這個(gè)過(guò)程并針對(duì)新的區(qū)域，并且可視化觀察額外的連接情況，為了開(kāi)發(fā)出一種全面的大腦連接地圖，這一過(guò)程就需要做幾百次，而且每次都需要使用新的研究動(dòng)物。

研究者表示，這種稱(chēng)之為BRICseq（全腦單一動(dòng)物連接組測(cè)序，brain-wide individual animal connectome sequencing）的技術(shù)或許就能采用一種不同的方法，如今研究者不再需要使用顏色來(lái)標(biāo)記大腦區(qū)域和其投射區(qū)域了，而是使用核苷酸序列來(lái)對(duì)其進(jìn)行標(biāo)記，將DNA密碼的四個(gè)字母組成簡(jiǎn)短的“條形碼”實(shí)際上就能夠產(chǎn)生無(wú)限多的標(biāo)簽，從而就能有效區(qū)分不同的細(xì)胞，當(dāng)被標(biāo)記后，研究人員就能利用DNA序列來(lái)分析大腦組織中的小片段，并能解釋每個(gè)重復(fù)出現(xiàn)的條形碼作為細(xì)胞連接的信號(hào)。

相比研究者在科學(xué)研究中使用的顏色相比，條形碼的多樣性非常高，因此如今研究人員就能給每個(gè)動(dòng)物大量的神經(jīng)元和大腦區(qū)域貼標(biāo)簽，并能利用這些條形碼來(lái)繪制出多個(gè)大腦區(qū)域的投影。最后研究者表示，這種名為BRICseq的新型技術(shù)能夠準(zhǔn)確繪制出小鼠大腦中不同區(qū)域之間連接的圖譜，這一方法或許還能廣泛用于對(duì)其它有機(jī)體進(jìn)行研究。