Американські вчені з Інституту науки про мозок Альона (Allen Institute for Brain Science) в Сіетлі збираються створити тривимірну карту мозку людини, на якій показана активність 20 тисяч генів. Вартість проекту, розрахованого на чотири роки, становить 55 млн $.
Мозок - командний орган людського тіла, і його складну роботу забезпечують величезна кількість генів, що відповідають за синтез різних білкових молекул. Якщо зрозуміти, в якій структурі мозку, які гени знаходяться «в робочому стані», то можна дізнатися багато нового про активність білків і функції різних ділянок мозку. "Розшифровка людського геному відповіла на питання" що? ", а наш проект відповість на питання" в якому місці? " - пояснює Алан Джонс, провідний співробітник інституту
.
У 2003 році нейрофізіологи з Інституту Олена вже представили світу тривимірний генетичний атлас мозку миші. Він був створений так званим методом «гібридизації in situ». Нагадаємо, що РНК являє собою молекулярний зліпок гена - одинарного полімерного ланцюжка ДНК. Якщо ген у клітині «працює», клітина синтезує молекули РНК, відповідні структурі цього гена. По тому, яка РНК утворюється в даній клітці, можна зробити висновок, які гени в ній активні. Наприклад, потрібно визначити, активний чи ні якийсь відомий ген. Спочатку вчені синтезують РНК цього гена, потім «пришивають» до синтетичної молекули РНК флуоресцентну «мітку». Ультратонкі зрізи мозку поміщають у розчин «міченої» РНК. Якщо в досліджуваній ділянці мозку є РНК, схожа за структурою на синтетичну, то, зустрівшись, обидві молекули «впізнають» один одного і «сплітається» між собою, утворюючи міцний комплекс. «Світиться» ділянка мозку - шуканий ген активний, не «світиться» - не активна. Так були проскановані всі гени геному миші. Створений на основі цієї інформації атлас дозволяє виявити функціонально активні області мишиного мозку, що відповідають за певну поведінку тварини.
У людському мозку не набагато більше генів, ніж у мишиному, але сам мозок людини в 2000 разів більше мозку миші. Тому просканувати генами весь мозок - неймовірно амбітне завдання. Вчені збираються вирішити її таким способом. Вони розділять мозок на кілька сот анатомічних частин, з кожної частини виділять суміш молекул РНК і проаналізують її склад за допомогою «» генного чіпа «». Чіп складається з комірок, в які поміщені молекули-зонди. Осередки, в яких РНК-зонд і молекула РНК з природного екстракту «впізнали» один одного, флуоресціюють. Таким чином, вчені отримають інформацію про склад РНК та активність генів у різних частинах мозку людини. Коли будуть отримані результати цього першого етапу, який розрахований на два роки, вчені збираються провести «гібридизацію in situ» для мозку в цілому тільки для активних генів, що істотно скоротить обсяг роботи
.
Дослідники сподіваються, що тривимірна генетична карта мозку людини призведе до істотного розвитку нейрофізіології. На їхню думку, генетична карта мозку дозволить виявити, робота яких генів порушується при виникненні злоякісних пухлин, зрозуміти природу багатьох нейропсихічних захворювань. Порівняння генетичної карти мозку миші і людини покаже, як відбувалася еволюція когнітивної діяльності, і в чому полягають принципові відмінності роботи мишиного і людського мозку.