Łączone znakowanie komórek układu nerwowego
Kora mózgowa, czyli zewnętrzna warstwa tkanki nerwowej mózgu ssaków, posiada liczne funkcje, w tym pamięci, uwagi i języka. Podstawowymi jednostkami funkcjonalnymi kory są minikolumny korowe, z których każda zawiera około stu neuronów. Minikolumny rozwijają się z embrionalnych komórek progenitorowych. Do tej pory trudno było znakować jednocześnie wiele komórek progenitorowych odrębnymi etykietami i śledzić ich komórki potomne w długich okresach czasu. W finansowanym przez UE projekcie BRAINBOWAKT (Novel genetic engineering approaches for lineage analysis and exploration of Akt function in cortical development) zastosowano rewolucyjną metodę śledzenia poszczególnych neuronów. Opracowano proces Brainbow, pozwalający odróżnić poszczególne komórki w mózgu od sąsiednich neuronów za pomocą białek fluorescencyjnych. Naukowcy opracowali nowe techniki inżynierii genetycznej do znakowania wielu sąsiadujących komórek progenitorowych i ich komórek potomnych in vivo przy użyciu jednoznacznych etykiet. Konstrukty Brainbow wyrażające rozszerzoną paletę markerów trójchromatycznych (białka fluorescencyjne czerwone, żółte i cyjanowe) przypisano do konkretnych przedziałów komórkowych. Transgeny te wprowadzono do zarodkowego przodomózgowia myszy metodą elektroporacji. Udało się oznakować komórki progenitorowe w kilku cyklach podziału komórek i prześledzić ich komórki potomne do etapów dorosłych. Tworzenie myszy transgenicznych z użyciem nowych konstruktów Brainbow umożliwiło oznaczanie neuronalych komórek progenitorowych w etapach i miejscach, gdzie nie można zastosować elektroporacji. Proces Brainbow udoskonalono w celu modulowania funkcji potencjalnych białek in vivo. Rezultatem końcowym była mozaika genetyczna, w której status ekspresji genów w komórkach był oznaczany kolorami. Metoda ta umożliwia śledzenie w tej samej próbce sąsiadujących komórek o różnych poziomach ekspresji genów. Ta strategia w końcu sprawiła, że możliwe stało się badanie architektury komórkowej w procesie formowania minikolumn. Działalność uczestników projektu BRAINBOWAKT zaowocowała użytecznymi modelami zwierzęcymi i strategiami badania tkanek bez ich naruszania w różnych kontekstach biologicznych.
Słowa kluczowe
Znakowanie łączone, kora mózgowa, neuronalne komórki progenitorowe, BRAINBOWAKT, analiza linii komórkowych
