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Due studi pubblicati sulla rivista Nature da un team di ricercatori della UC San Diego, del Salk Institute for Biological Studies, dell’Allen Institute for Brain Science e di altre istituzioni hanno gettato nuova luce sui meccanismi che determinano i diversi tipi di cellule cerebrali.
Gli studi, che fanno parte dell’iniziativa BRAIN del National Institutes of Health, hanno analizzato più di 2,3 milioni di singole cellule cerebrali di topo, utilizzando l’intelligenza artificiale per identificare i tratti di DNA che determinano il tipo di cellula. I ricercatori hanno anche esaminato i cervelli degli esseri umani e dei primati per studiare l’evoluzione dei processi utilizzati dalle cellule per attivare e disattivare i geni.
Ecco perché nel cervello dei mammiferi ci sono tanti tipi di cellule diverse
“Il DNA di una cellula è come il suo linguaggio”, ha detto Bing Ren, professore alla UC San Diego School of Medicine e autore senior di uno degli studi. “Proprio come la radice di alcune parole è condivisa in molte lingue, alcuni geni e modelli di espressione genica sono conservati tra le diverse specie. Imparare a comprendere e interpretare il linguaggio molecolare del cervello può aiutarci a saperne di più sul suo funzionamento generale e su ciò che accade al suo interno in caso di situazioni neuropsichiatriche”, ha continuato Ren.
I ricercatori hanno scoperto che i modelli di espressione genica specifici per ogni tipo di cellula si evolvono molto più rapidamente rispetto ai modelli condivisi tra i vari tipi di cellule. Questo potrebbe spiegare perché nel cervello ci sono così tanti tipi di cellule diverse.
Gli autori della ricerca: “I risultati potrebbero avere importanti applicazioni per la cura delle malattie umane”
“Gli esseri umani si sono evoluti nel corso di milioni di anni e gran parte di questa storia evolutiva è condivisa con altri animali”, ha dichiarato Joseph Ecker, professore del Salk Institute for Biological Studies che ha condotto uno degli studi insieme a Ren. “I dati provenienti dagli esseri umani da soli non saranno mai sufficienti a dirci tutto ciò che vogliamo sapere sul funzionamento del cervello”, ha spiegato Ecker. “Ma colmando queste lacune con altre specie di mammiferi, possiamo continuare a rispondere a queste domande e migliorare i modelli di apprendimento automatico che utilizziamo fornendo loro più dati”.
I risultati di questi studi potrebbero avere importanti implicazioni per la cura delle malattie umane. Per esempio, i ricercatori hanno scoperto che molti dei programmi genetici che determinano il tipo di cellula si trovano in parti del genoma che sono già state implicate in malattie umane, come la sclerosi multipla, l’anoressia nervosa e il disturbo da uso di tabacco.
