AI活用で脳の自己再構築過程を探る(Crowdsourcing science: A new project investigates how the brain rebuilds itself)

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2025-04-29 カリフォルニア大学ロサンゼルス校(UCLA)

AI活用で脳の自己再構築過程を探る(Crowdsourcing science: A new project investigates how the brain rebuilds itself)
Jose Soto, Bhaduri Lab
Microscopy image of a cortical organoid, a stem cell-derived model that mimics the developing human brain. The circular rosettes are clusters of neural stem cells giving rise to neurons, shown in green.

ジョンズ・ホプキンズ大学とヴァンダービルト大学の研究チームは、馬の卓越した運動能力の背景にある遺伝的要因を解明しました。研究によると、馬、ロバ、シマウマのKEAP1遺伝子には本来タンパク質合成を停止させる「ストップコドン」が存在しますが、これを乗り越えて完全なタンパク質を生成するウイルスに類似した分子機構を進化させていることが判明しました。この適応により、NRF2/KEAP1経路が強化され、運動時に発生する活性酸素種から細胞を保護しつつ、高いエネルギー生産を可能にしています。この発見は、運動生理学だけでなく、加齢や遺伝性疾患の治療法開発にも新たな視点を提供する可能性があります。

<関連情報>

分子アトラスの統合的解析により、ヒト大脳皮質における発生細胞サブタイプ指定を駆動するモジュールが明らかになった Integrated analysis of molecular atlases unveils modules driving developmental cell subtype specification in the human cortex

Patricia R. Nano,Elisa Fazzari,Daria Azizad,Antoni Martija,Claudia V. Nguyen,Sean Wang,Vanna Giang,Ryan L. Kan,Juyoun Yoo,Brittney Wick,Maximilian Haeussler & Aparna Bhaduri
Nature Neuroscience  Published:21 April 2025
DOI:https://doi.org/10.1038/s41593-025-01933-2

Abstract

Human brain development requires generating diverse cell types, a process explored by single-cell transcriptomics. Through parallel meta-analyses of the human cortex in development (seven datasets) and adulthood (16 datasets), we generated over 500 gene co-expression networks that can describe mechanisms of cortical development, centering on peak stages of neurogenesis. These meta-modules show dynamic cell subtype specificities throughout cortical development, with several developmental meta-modules displaying spatiotemporal expression patterns that allude to potential roles in cell fate specification. We validated the expression of these modules in primary human cortical tissues. These include meta-module 20, a module elevated in FEZF2+ deep layer neurons that includes TSHZ3, a transcription factor associated with neurodevelopmental disorders. Human cortical chimeroid experiments validated that both FEZF2 and TSHZ3 are required to drive module 20 activity and deep layer neuron specification but through distinct modalities. These studies demonstrate how meta-atlases can engender further mechanistic analyses of cortical fate specification.

生物工学一般
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