Allen Beyin Atlası - Allen Brain Atlas

Allen Fare ve İnsan Beyin Atlaslar içinde projelerdir Beyin Bilim Allen Enstitüsü'nde birleştirmek etmeye genomikleri ile nöroanatomi oluşturarak gen ifadesinin için haritaları fare ve insan beyninin . Eylül 2003'te Paul G. Allen'ın 100 milyon dolarlık bağışıyla başlatıldı ve ilk atlas Eylül 2006'da halka açıldı . Mayıs 2012 itibariyle yedi beyin atlası yayınlandı: Fare Beyin Atlası, İnsan Beyin Atlası, Developing Mouse Brain Atlas , Geliştirme İnsan Beyni Atlası, Fare Bağlantı Atlası, İnsan Dışı Primat Atlası ve Fare Omuriliği Atlası. Veri bankalarıyla ilgili üç proje de vardır: Glioblastoma, Fare Çeşitliliği ve Uyku. Allen Enstitüsü'nün bulgularının, özellikle nörobiyolojik hastalıkların anlaşılmasını çevreleyenler olmak üzere çeşitli bilim alanlarının ilerlemesine yardımcı olacağı umududur. Atlaslar ücretsizdir ve çevrimiçi olarak halka açıktır.

Tarih

2001'de Paul Allen , sinirbilimin geleceğini ve sinirbilim araştırmalarını geliştirmek için neler yapılabileceğini tartışmak için James Watson ve Steven Pinker'ın da aralarında bulunduğu bir grup bilim insanını bir araya getirdi (Jones 2009). Bu toplantılar sırasında California Institute of Technology'den David Anderson , fare beynindeki gen ifadesinin üç boyutlu atlasının sinirbilim topluluğu için çok faydalı olacağı fikrini önerdi. Proje 2003 yılında Allen tarafından Allen Beyin Bilimleri Enstitüsü aracılığıyla 100 milyon dolarlık bir bağışla başlatıldı . Proje , Almanya, Goettingen'deki Max Planck Biyofizik Kimya Enstitüsü'nde Gregor Eichele ve meslektaşları tarafından geliştirilen gen ekspresyonunu haritalamak için bir teknik kullandı . Teknik, gen ekspresyonunu haritalamak için kolorimetrik in situ hibridizasyonu kullanır . Proje, projeyi bitirmek ve halka sunmak için 3 yıllık bir hedef belirledi.

İlk atlasın, fare beyin atlasının ilk sürümü Aralık 2004'te gerçekleşti. Daha sonra, bu atlasa ilişkin daha fazla veri aşamalı olarak yayınlandı. Nihai genom çapında veri seti Eylül 2006'da yayınlandı. Ancak, atlasın son sürümü projenin sonu değildi; Atlas hala geliştirilmektedir. Ayrıca, insan beyni atlası, fare beyni geliştirme, insan beyni geliştirme, fare bağlantısı, insan olmayan primat atlası ve fare omurilik atlası gibi diğer projeler, Allen Beyin Bilimi Enstitüsü aracılığıyla Allen Fare Beyin ile birlikte geliştirilmektedir. Atlas.

Proje için hedefler

Allen Beyin Bilimi Enstitüsü

Tüm Allen Enstitüsü projelerinin kapsayıcı hedefi ve sloganı, "keşfi körüklemek"tir. Proje, bu amacı gerçekleştirmeye ve bilimi birkaç şekilde ilerletmeye çalışmaktadır. İlk olarak, genler ve beyin işleyişi arasındaki bağlantıları daha iyi anlamak için beyin atlasları oluştururlar. Beyindeki gen ekspresyonunun haritasını çıkararak Parkinson , Alzheimer ve Otizm gibi nörobiyolojik durumlar hakkında araştırma ve bilgiyi ilerletmeyi amaçlıyorlar . Beyin Atlası projeleri, açık veri ve bulguları açıklayarak "Allen Enstitüsü" sloganını da takip ediyor. Bu politika, Enstitü'nün başka bir hedefiyle de ilgilidir: işbirlikçi ve çok disiplinli araştırma. Böylece, herhangi bir disiplinden herhangi bir bilim insanı, kendi deneylerini tasarlarken bulgulara bakabilir ve bunları dikkate alabilir. Ayrıca halka açık olan Brain Explorer uygulamasıdır.

araştırma teknikleri

Beyin Bilim Allen Enstitüsü , araştırmaları için bir proje temelli felsefeyi kullanır. Her beyin atlası, kendi araştırma ekibinden oluşan kendi projesine odaklanır. Bir atlası tamamlamak için her araştırma ekibi beyin taramalarını, tıbbi verileri, genetik bilgileri ve psikolojik verileri toplar ve sentezler. Bu bilgilerle, beynin 3 boyutlu biyokimyasal mimarisini oluşturabilir ve beynin belirli bölümlerinde hangi proteinlerin ifade edildiğini anlayabilirler. Allen Enstitüsü'ndeki bilim adamları gerekli verileri toplamak için çeşitli teknikler kullanırlar. Bir teknik, beyin genlerinin nerede açılıp kapatıldığını keşfetmek için ölüm sonrası beyinlerin ve beyin tarama teknolojisinin kullanılmasını içerir. İn situ hibridizasyon veya ISH adı verilen başka bir teknik, gen ekspresyon modellerini in situ hibridizasyon görüntüleri olarak görüntülemek için kullanılır.

Beyin Atlasları içinde, bu 3 boyutlu ISH dijital görüntüleri ve grafikleri, belirli bir genin ifade edildiği bölgeleri renkli olarak ortaya koymaktadır. Beyin Gezgini'nde, herhangi bir gen aranabilir ve seçilebilir, bu da yerinde görüntünün kolayca manipüle edilen ve keşfedilen bir moda olarak görünmesiyle sonuçlanır. Bu anatomi merkezli gen ifadesi veritabanının oluşturulmasının bir parçası, proje için oluşturulan bir referans atlası ile kayıt yoluyla her bir gen için ISH verilerinin üç boyutlu bir koordinat alanıyla hizalanmasını içerir.

Nörobilime katkılar

Merkezi sinir sistemindeki farklı hücre tipleri, değişen gen ekspresyonundan kaynaklanır . Beyindeki bir gen ifadesi haritası, araştırmacıların formları ve işlevleri ilişkilendirmesine olanak tanır. Allen Beyin Atlası, araştırmacıların beyindeki nöral bağlantıların görüntülenmesini sağlayan farklı ifade alanlarını görmelerini sağlar. Bu yolları farklı gen ekspresyonu ve ayrıca fonksiyonel görüntüleme teknikleri aracılığıyla görüntülemek, araştırmacıların gen ekspresyonu, hücre tipleri ve yol işlevi arasında davranışlar veya fenotiplerle ilişkili olarak ilişki kurmasına izin verir.

Araştırmaların çoğu farelerde yapılmış olsa da, farelerdeki genlerin %90'ının insanlarda bir karşılığı vardır. Bu, Atlas'ı özellikle nörolojik hastalıkları modellemek için faydalı kılar. Normal bireylerdeki gen ekspresyon paternleri, değiştirilmiş fenotipleri karşılaştırmak ve anlamak için bir standart sağlar. Fare hastalıklarından öğrenilen bilgileri genişletmek, insan nörolojik bozukluklarının daha iyi anlaşılmasına yardımcı olacaktır. Atlas, nörolojik bozukluklarda hangi genlerin ve belirli alanların etkilendiğini gösterebilir; bir hastalıkta bir genin etkisi, genel ifade kalıpları ile birlikte değerlendirilebilir ve bu veriler, belirli genin hastalıktaki rolüne ışık tutabilir.

beyin gezgini

Allen Brain Atlas web sitesi indirilebilir bir 3-D interaktif Beyin gezgini içerir. Kaşif, esasen, gen ifadesinin yerleri için bir arama motorudur; bu özellikle benzer genleri ifade eden bölgelerin bulunmasında faydalıdır. Kullanıcılar, belirli bir geni birlikte ifade eden bölgeleri bağlayarak bu uygulamayı kullanarak ağları ve yolları tanımlayabilir. Gezgin çok renkli bir ölçek kullanır ve izleyicilerin yoğunluk ve ifade düzeyindeki farklılıkları görmelerini sağlayan birden çok beyin düzlemi içerir. Görüntüler, birçok ortalaması alınmış örneğin bir bileşimidir, bu nedenle anormal derecede düşük gen ekspresyonu olan kişilerle karşılaştırıldığında yararlıdır.

Atlaslar

fare beyni

Allen Fare Beyin Atlası, her bir genin nerede ifade edildiğini ortaya çıkaran, yetişkin fare beyninin genom çapında kapsamlı bir haritasıdır. Fare beyin atlası, Allen Beyin Atlası'nın orijinal projesiydi ve 2006'da tamamlandı. Atlasın amacı, sinirbilim araştırmalarının geliştirilmesine yardımcı olmaktır. Projenin umudu, bilim adamlarının otizm ve depresyon gibi beyin hastalıklarını ve bozukluklarını daha iyi anlamalarını sağlamasıdır .

İnsan beyni

Allen İnsan Beyin Atlası, Mayıs 2010'da halka açıldı. Bu, anatomik ve genomik olarak kapsamlı ilk üç boyutlu insan beyni haritasıydı. Atlas, nörofarmakoloji, insan beyni görüntüleme, insan genetiği, nöroanatomi, genomik ve daha fazlası dahil olmak üzere birçok sinirbilim araştırma alanındaki araştırmaları geliştirmek için oluşturuldu. Atlas ayrıca, Alzheimer hastalığı , otizm, şizofreni ve uyuşturucu bağımlılığı gibi zihinsel sağlık bozuklukları ve beyin yaralanmalarına ilişkin araştırmaları ilerletmeye yöneliktir .

Fare Beyni Geliştirmek

Allen Gelişen Fare Beyin Atlası, bir C57BL/6 fare beyninin gelişimi boyunca gen ifadesini izleyen bir atlastır. Proje 2008 yılında başlamış olup halen devam etmektedir. Atlas, manyetik rezonans görüntülemeye (MRI) dayanmaktadır . C57BL/6 fare beyninin embriyonik 12. günden postnatal 80. güne kadar büyümesini, beyaz cevherini , bağlanabilirliğini ve gelişimini izler . Bu atlas, sinirbilimcilerin kirleticilerin ve genetik mutasyonların beynin gelişimini nasıl etkilediğini inceleme yeteneğini geliştirir. Bu nedenle, atlas, hangi toksinlerin çocuklar ve hamile anneler için özel tehdit oluşturduğunu belirlemek için kullanılabilir .

Fare Beyin Bağlantısı

Allen Mouse Beyin Bağlantı Atlası, Kasım 2011'de piyasaya sürüldü. Allen Enstitüsü'nün diğer atlaslarından farklı olarak, bu atlas, davranışları ve beyin fonksiyonlarını yöneten nöral devrelerin tanımlanmasına odaklanıyor. Bu sinirsel devre, davranış ve algı gibi işlevlerden sorumludur. Bu harita, bilim adamlarının beynin nasıl çalıştığını ve Parkinson hastalığı ve depresyon gibi beyin hastalıklarına ve bozukluklarına neyin neden olduğunu daha iyi anlamalarını sağlayacaktır .

Fare Omuriliği

Temmuz 2008'de tanıtılan Allen Mouse Spinal Cord Atlas, şimdiye kadar yapılmış fare omuriliğinin ilk genom çapında haritasıydı. Omurilik atlası, yetişkin ve genç C57 siyah farelerinin omuriliğinde genom çapında gen ekspresyonunun bir haritasıdır. İlk açıklama, 2.000 gen için veri ve bir anatomik referans bölümü içeriyordu. Gelecek için bir plan, veri miktarını omuriliğin tüm uzunluğunu kapsayan yaklaşık 20.000 gene genişletmeyi içerir.

Omurilik atlasının amacı, omurilik yaralanması, hastalıklar ve Lou Gehrig hastalıkları ve spinal müsküler atrofi gibi rahatsızlıkların tedavisinde araştırmaları geliştirmektir. Proje, Allen Araştırma Enstitüsü, Amerika Felçli Gazileri Araştırma Vakfı, ALS Derneği , Wyeth Araştırma , PEMCO Sigorta, Ulusal Multipl Skleroz Derneği , Uluslararası Spinal Araştırma Vakfı ve diğer birçok kuruluş, vakıf, kurumsal dahil olmak üzere bir dizi bağışçı tarafından finanse edildi. ve özel bağışçılar.

Ayrıca bakınız

Referanslar

Dış bağlantılar