Terungkap: Jenis Sel Otak Baru!

Di bawah mikroskop, sulit untuk membedakan antara dua neuron, sel otak yang menyimpan dan memproses informasi. Jadi para ilmuwan telah beralih ke metode molekuler untuk mencoba mengidentifikasi kelompok neuron dengan fungsi yang berbeda.

Sekarang, ilmuwan Salk Institute dan University of California San Diego telah, untuk pertama kalinya, melakukan modifikasi kimiawi dari molekul DNA di neuron individu, memberikan informasi paling terperinci tentang apa yang membuat satu sel otak berbeda dari tetangganya. Ini adalah langkah penting untuk mengidentifikasi berapa banyak jenis neuron yang ada, yang telah menghindari neuroscientists namun dapat menyebabkan pemahaman yang lebih baik secara dramatis tentang perkembangan otak dan disfungsi. Setiap methylome sel - pola penanda kimia yang terdiri dari kelompok metil yang mempelajari DNA - memberikan pembacaan yang berbeda yang membantu tim Salk mengurutkan neuron menjadi subtipe.

Dahulu, untuk mengidentifikasi jenis neuron yang berbeda satu sama lain, para periset telah mempelajari kadar molekul RNA di dalam sel otak individu. Tetapi tingkat RNA dapat dengan cepat berubah saat sel terkena kondisi baru, atau bahkan sepanjang hari. Jadi tim Salk beralih ke methylomes sel, yang umumnya stabil sepanjang masa dewasa.

"Penelitian kami menunjukkan bahwa kita dapat dengan jelas mendefinisikan jenis neuron berdasarkan metilomenya," kata Margarita Behrens, seorang ilmuwan senior staf Salk dan penulis senior kertas baru tersebut. "Ini membuka kemungkinan untuk memahami apa yang membuat dua neuron - yang berada di wilayah otak yang sama dan terlihat serupa, namun berperilaku berbeda."

Tim memulai pekerjaan mereka pada otak tikus dan manusia dengan memusatkan perhatian pada korteks frontal, area otak yang bertanggung jawab atas pemikiran, kepribadian, perilaku sosial dan pengambilan keputusan yang kompleks. Mereka mengisolasi 3.377 neuron dari korteks frontal tikus dan 2.784 neuron dari korteks frontal seorang pria berusia 25 tahun yang telah meninggal.

Para peneliti kemudian menggunakan metode baru yang baru-baru ini mereka kembangkan yang disebut snmC-seq untuk mengurutkan metilom masing-masing sel. Tidak seperti sel-sel lain di dalam tubuh, neuron memiliki dua jenis metilasi, jadi pendekatan tersebut memetakan kedua jenis - yang disebut metilasi CG (untuk urutan DNA yang mengandung nukleotida sitosin dan guanin) dan metilasi non-CG.

Neuron dari frontal cortex tikus berkerumun menjadi 16 subtipe berdasarkan pola metilasi, sementara neuron dari korteks frontal manusia lebih beragam dan membentuk 21 subtipe. Neon penghambat - yang memberi sinyal berhenti untuk pesan di otak - menunjukkan pola metilasi yang lebih konservatif antara tikus dan manusia dibandingkan dengan neuron rangsang. Studi ini juga mengidentifikasi subtipe neuron manusia unik yang belum pernah didefinisikan sebelumnya. Hasil ini membuka pintu pemahaman yang lebih dalam tentang apa yang membedakan otak manusia dari hewan lain.

Selanjutnya, para peneliti berencana untuk memperluas studi methylome mereka untuk melihat lebih banyak bagian otak, dan lebih banyak otak.