Código de barras genético para trazar el cableado cerebral al nivel neuronal.
Al convertir la conectividad en un problema de secuenciación puede ser dividido en tres componentes: (A) Etiquetar cada neurona con una secuencia única de nucleótidos -es decir, un código de barras ADN. (B) Asociar Códigos de barras de neuronas sinápticamente conectadas entre sí, de manera que cada neurona puede pensarse como una “bolsa de código de barras”. (C) Unir los códigos de barras del anfitrión y del invasor en pares de código de barras. Estos pares son sujetos a secuenciación de alto rendimiento. (Crédito: Anthony M. Zador et al./PLoS Biology)
Un equipo de neurocientíficos encabezado por el profesor Anthony Zador, del Cold Spring Harbor Laboratory, ha propuesto una manera revolucionaria de crear un mapa de conectividad, Connectome, del cerebro completo de un ratón al nivel de resolución de la neurona individual: secuencia de DNA de alto rendimiento.
El único método existente en la actualidad para obtener el connectome con alta precisión es el examen individual minucioso de los contactos de célula a célula (sinapsis) en microscopios electrónicos, lo cual es lento, caro y representa mucho trabajo.
La reconstrucción de micrografías electrónicas ha generado lo que hasta el momento es el único connectome completo, el del C. elegans (un ascáride). Sin embargo, aún para este sistema nervioso simple, la reconstrucción requirió un esfuerzo heroico -más de 50 años de trabajo de una persona para juntar y analizar las imágenes.
El atractivo de la utilización de esta secuenciación es que puede escalarse y su velocidad -secuenciar miles de millones de nucleótidos por día es hoy una rutina- es un correspondiente natural a la complejidad de los circuitos neuronales. Y se hace más veloz exponencialmente.
Una técnica de alto rendimiento y económica para establecer la conectividad a nivel de resolución de neurona individual podría transformar la investigación en la neurociencia, indicó el artículo en PLoS Biology.
“Nuestro método convierte el problema de conectividad en un formato en el cual la información es leíble por las actuales máquinas de secuenciación de genoma de alto rendimiento“, indicó Zador. “Proponemos que se haga a través de un proceso que estamos desarrollando y al que llamamos BOINC: código de barras para conexiones de nivel de neurona individual”.
El equipo de Zador quiere trazar la conectividad “más allá del nivel mesoscópico”, al nivel de contactos sinápticos entre pares de neuronas individuales en todo el cerebro. La técnica de código de barras BOINC promete un acercamiento más rápido y más barato que los realizados con microscopía electrónica.
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