앨런 브레인 아틀라스

Allen Brain Atlas

앨런 마우스와 인간 두뇌 지도는 생쥐와 인간의 뇌를 위한 유전자 발현 지도를 만들어 유전체학과 신경해부학을 결합하려는 앨런 뇌과학 연구소 내 프로젝트이다.그들은 2003년 9월에 Paul G로부터 1억 달러의 기부금으로 시작되었습니다. 앨런과 첫 번째 지도책은 2006년 [1]9월에 공개되었다.2012년 5월 현재, 7개의 뇌 지도책이 출판되었다.마우스 뇌 지도책, 인간 뇌 지도책, 생쥐 뇌 지도책, 인간 뇌 지도책, 생쥐 연결 지도책, 비인간 영장류 지도책, 그리고 생쥐 척수 지도책.[citation needed]또한 데이터 뱅크와 관련된 세 가지 프로젝트인 Glioblastoma, Mouse Diversity 및 [citation needed]Sleep이 있습니다.그들의 발견이 과학의 다양한 분야, 특히 신경생물학적 질병에 대한 이해를 둘러싼 분야들을 발전시키는데 도움을 줄 것이라는 것이 알렌 연구소의 희망이다.이 지도들은 무료이며 온라인에서 공개적으로 사용할 수 있습니다.

역사

2001년, 폴 앨런은 신경과학의 미래와 신경과학 연구를 강화하기 위해 무엇을 할 수 있는지를 논의하기 위해 제임스 왓슨과 스티븐 핑커를 포함한 과학자 그룹을 모았다.이 회의 동안 캘리포니아 공과대학의 데이비드 앤더슨은 쥐의 뇌 속 유전자 발현에 대한 3차원 지도책이 신경과학계에 큰 도움이 될 것이라는 아이디어를 제안했다.이 프로젝트는 2003년 앨런이 앨런 뇌과학 연구소를 통해 1억 달러를 기부하면서 시작됐다.이 프로젝트는 독일 괴팅겐에 있는 막스 플랑크 생물물리화학 연구소의 그레고르 아이첼과 동료들에 의해 개발된 유전자 발현을 매핑하는 기술을 사용했다.이 기술은 유전자 발현을 지도화하기 위해 측색 교배법을 사용한다.이 프로젝트는 프로젝트를 완료하고 일반인들에게 공개한다는 3년 목표를 세웠다.

첫 번째 지도책인 쥐의 뇌 지도책의 최초 공개는 2004년 12월에 이루어졌다.그 후, 이 지도책의 더 많은 데이터가 단계적으로 공개되었다.최종 게놈 전체 데이터 세트는 2006년 9월에 발표되었습니다.하지만, 아틀라스의 최종 발매가 프로젝트의 끝이 아니었다; 아틀라스는 여전히 개선되고 있다.또한, 인간의 뇌 지도책, 쥐의 뇌 개발, 인간의 뇌, 쥐의 연결성, 인간이 아닌 영장류 지도책, 그리고 쥐 척수 지도를 포함한 다른 프로젝트들이 앨런 마우스 뇌 지도책과 함께 앨런 뇌 과학 연구소를 통해 개발되고 있다.

프로젝트의 목표

앨런 뇌과학 연구소

Allen Institute 프로젝트의 가장 중요한 목표와 모토는 "발견의 원동력"입니다.이 프로젝트는 이 목표를 달성하고 몇 가지 방법으로 과학을 발전시키기 위해 노력합니다.첫째, 그들은 유전자와 뇌 기능 사이의 연관성을 더 잘 이해하기 위해 뇌 지도책을 만든다.그들은 파킨슨병, 알츠하이머병, 자폐증과 같은 신경생물학적 상태에 대한 연구와 지식을 발전시키는 것을 목표로 하고 있다.Brain Atlas 프로젝트도 데이터와 조사 결과를 공개하면서 "Allen Institute"라는 모토를 따르고 있습니다.이 정책은 협회의 또 다른 목표인 협업 및 다원적 연구와도 관련이 있다.따라서, 어떤 분야의 과학자라도 그들 자신의 실험을 설계할 때 그 발견을 보고 고려할 수 있다.일반인도 Brain Explorer 애플리케이션을 사용할 수 있습니다.

리서치 테크닉

앨런 뇌과학 연구소는 그들의 연구를 위해 프로젝트 기반 철학을 사용한다.각각의 뇌 지도책들은 그들만의 연구팀으로 구성된 그들만의 프로젝트에 초점을 맞추고 있다.각 연구팀은 지도책을 완성하기 위해 뇌 스캔, 의료 데이터, 유전 정보, 심리 데이터를 수집해 합성한다.이 정보를 통해, 그들은 뇌의 3차원 생화학 구조를 구성하고 뇌의 특정 부분에서 어떤 단백질이 발현되는지 알아낼 수 있다.필요한 데이터를 수집하기 위해 앨런 연구소의 과학자들은 다양한 기술을 사용한다.한 가지 기술은 뇌 유전자의 온/오프 위치를 발견하기 위해 사후 뇌와 뇌 스캔 기술을 사용하는 것이다.또 다른 기술인 현장 교배, 즉 ISH는 유전자 발현 패턴을 현장 교배 이미지로 보는 데 사용된다.

Brain Atlases 내에서 이러한 3D ISH 디지털 이미지와 그래프는 주어진 유전자가 발현되는 영역을 색상으로 보여줍니다.Brain Explorer에서는 어떤 유전자도 검색 및 선택할 수 있어 현장 이미지가 조작 및 탐색이 용이한 패션으로 나타난다.유전자 발현에 관한 이 해부학적 데이터베이스 작성의 일부는 프로젝트를 [2]위해 작성된 참조 아틀라스와의 등록을 통해 각 유전자에 대한 ISH 데이터를 3차원 좌표 공간에 정렬하는 것을 포함한다.

신경과학에 대한 공헌

중추신경계의 다른 종류의 세포들은 다양한 유전자 발현에서 비롯된다.뇌의 유전자 발현 지도를 통해 연구자들은 형태와 기능을 상호 연관시킬 수 있다.Allen Brain Atlas는 연구자들이 뇌의 다른 발현 영역을 볼 수 있게 해주어 뇌 전체의 신경 연결을 볼 수 있게 해준다.기능적 이미징 기술뿐만 아니라 다른 유전자 발현을 통해 이러한 경로를 보는 것은 연구자들이 행동이나 표현형과 관련하여 유전자 발현, 세포 유형, 경로 기능 사이의 상관관계를 가질 수 있게 한다.

비록 대부분의 연구가 쥐를 대상으로 이루어졌지만, 쥐의 유전자 중 90%는 인간과 동등한 유전자를 가지고 있다.이것은 Atlas를 신경 질환 모델링에 특히 유용하게 만듭니다.정상인의 유전자 발현 패턴은 변화된 표현형을 비교하고 이해하기 위한 표준을 제공합니다.쥐의 질병으로부터 배운 정보를 확대하는 것은 인간의 신경학적 장애를 더 잘 이해하는데 도움이 될 것이다.이 지도책은 어떤 유전자와 특정 영역이 신경학적 장애에 영향을 미치는지 보여줄 수 있다; 질병 내 유전자의 작용은 일반적인 발현 패턴과 함께 평가될 수 있고 이 데이터는 그 장애에서 특정 유전자의 역할을 밝혀줄 수 있다.

두뇌 탐험가

Allen Brain Atlas 웹사이트에는 다운로드 가능한 3D 인터랙티브 Brain Explorer가 포함되어 있습니다.이 탐색기는 본질적으로 유전자 발현 위치를 찾는 검색 엔진이다; 이것은 유사한 유전자를 발현하는 영역을 찾는데 특히 유용하다.사용자는 특정 유전자를 공동 발현하는 영역을 연결함으로써 이 애플리케이션을 사용하여 네트워크와 경로를 설명할 수 있습니다.이 탐험가는 다색 눈금을 사용하며, 보는 이로 하여금 밀도와 표현 수준의 차이를 볼 수 있게 해주는 뇌의 여러 평면을 포함하고 있다.이미지는 많은 평균 샘플의 합성물이므로 유전자 발현이 비정상적으로 낮은 개인과 비교할 때 유용합니다.

지도

마우스 브레인

Allen Mouse Brain Atlas는 각각의 유전자가 [3]발현되는 위치를 보여주는 성체 쥐 뇌의 게놈 전체 지도입니다.쥐의 뇌 지도책은 앨런 뇌 지도책의 원래 프로젝트였고 2006년에 완성되었다.이 지도책의 목적은 신경과학 연구의 발전을 돕는 것이다.이 프로젝트의 희망은 과학자들이 자폐증과 [1]우울증과 같은 뇌 질환과 장애를 더 잘 이해할 수 있도록 하는 것이다.

인간 두뇌

앨런 인간 두뇌 지도책은 2010년 5월에 공개되었다.이것은 최초의 해부학적, 유전학적으로 포괄적인 인간의 3차원 [4]뇌지도였다.이 지도책은 신경약리학, 인간 뇌영상학, 인간 유전학, 신경해부학, 유전체학 등을 포함한 많은 신경과학 연구 분야의 연구를 강화하기 위해 만들어졌다.이 지도책은 또한 알츠하이머, 자폐증, 정신분열증, 약물 중독과 같은 정신 건강 장애와 뇌 손상에 대한 연구를 더 진행하기 위해 만들어졌다.

마우스 두뇌 개발

Allen Developing Mouse Brain Atlas는 C57BL/6 마우스 뇌의 발달 과정을 통해 유전자 발현을 추적하는 지도책이다.이 프로젝트는 2008년에 시작되어 현재 진행 중입니다.지도책은 자기공명영상(MRI)을 기반으로 합니다.C57BL/6 마우스 뇌의 성장, 백질, 연결성 및 발달을 태아 12일부터 산후 [5]80일까지 추적합니다.이 지도책은 오염물질과 유전적 돌연변이가 어떻게 뇌의 발달에 영향을 미치는지 연구할 수 있는 신경과학자들의 능력을 향상시킨다.따라서, 이 지도책들은 어떤 독소가 어린이와 임신한 산모에게 특별한 위협을 가하는지를 결정하기 위해 사용될 수 있다.

마우스 두뇌 연결

Allen Mouse Brain Connectivity Atlas는 2011년 [6]11월에 출시되었습니다.앨런 연구소의 다른 지도책과는 달리, 이 지도책은 행동과 뇌 기능을 지배하는 신경 회로의 식별에 초점을 맞추고 있다.이 신경 회로는 행동과 지각과 같은 기능을 담당합니다.이 지도를 통해 과학자들은 뇌가 어떻게 작동하는지, 파킨슨병이나 [7]우울증과 같은 뇌 질환과 장애를 일으키는 것이 무엇인지 더 잘 이해할 수 있을 것이다.

마우스 척수

2008년 7월에 공개된 앨런 마우스 척수 지도는 지금까지 만들어진 최초의 게놈 전체 쥐 척수 지도였다.척수 지도는 다 자란 C57 흑쥐와 어린 쥐의 척수에 있는 게놈 전체 유전자 발현 지도입니다.최초 공개에는 2,000개의 유전자에 대한 데이터와 해부학적 참조 섹션이 포함되었다.미래의 계획에는 데이터의 양을 척수 전장에 걸쳐 약 20,000개의 유전자로 확장하는 것이 포함된다.

척수 지도책의 목적은 척수 손상, 질병, 그리고 루게릭병이나 척추근육위축과 같은 장애의 치료 연구를 강화하는 것이다.이 프로젝트는 앨런 연구소, 마비된 참전용사 연구 재단, ALS 협회, Wyeth Research, PEMCO Insurance, 전미 다발성 경화증 학회, 국제 척추 연구 신탁 및 기타 많은 단체, 재단, 기업 및 민간 [8]기부자들의 자금 지원을 받았습니다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ a b Mehta, Aalok (26 September 2006). "First-Ever Brain 'Atlas' Completed". National Geographic News.
  2. ^ Ed Lein, "성체 쥐의 뇌 유전자 발현 유전자 전체 지도", 네이처, 2006년 12월 6일
  3. ^ "Allen Mouse Brain Atlas". Archived from the original on 21 April 2012. Retrieved 20 April 2012.
  4. ^ "Allen Human Brain Atlas Updated with Comprehensive gene Map". TS-Si. Archived from the original on 8 August 2011. Retrieved 20 April 2012.
  5. ^ Holzman, David C. (April 2011). "Innovative Technologies: MRI-Based Atlas of the Developing Mouse Brain Debuts". Environmental Health Perspectives. 119 (4): 165. doi:10.1289/ehp.119-a165. PMC 3080956. PMID 21459709.
  6. ^ "Allen Mouse Brain Atlas". Archived from the original on 20 September 2012. Retrieved 20 April 2012.
  7. ^ "Allen Institute for Brain Science launches new atlas, adds new data and tools to others". 14 November 2011. Retrieved 20 April 2012.
  8. ^ Duyo, D. (September 2008). "The Allen Spinal Cord Atlas Unveiled". American Medical Writers Association. Archived from the original on 27 February 2012. Retrieved 20 April 2012.

외부 링크