El mapeo transcriptómico descubre la plasticidad de las neuronas de Purkinje que impulsa el aprendizaje | JoVE Visualize

Área de la Ciencia:

La neurociencia
Biología molecular
La genética

Sus antecedentes:

La diversificación celular es esencial para las funciones cerebrales como el aprendizaje y la memoria.
La secuenciación de ARN de una sola célula (scRNA-seq) perfila los principales tipos de neuronas, pero la divergencia transcriptómica y los vínculos funcionales dentro de la población no están claros.

Objetivo del estudio:

Para perfilar las neuronas de Purkinje utilizando scRNA-seq y mapear sus respuestas a la actividad motora y el aprendizaje.
Investigar las funciones funcionales de distintas subpoblaciones de neuronas de Purkinje en el aprendizaje asociativo.

Principales métodos:

Se trata de un ensayo en el que se muestran los resultados de los ensayos realizados en el laboratorio.
Imágenes de calcio in vivo y perturbación optogenética en ratones.
Análisis ponderado de la red de coexpresión génica (WGCNA).
Nocaut del gen mediado por CRISPR de Fgfr2 en las neuronas de Purkinje.

Principales resultados:

Se identificaron dos subpoblaciones de neuronas de Purkinje, Aldoc+ y Plcb4+, con perfiles transcriptómicos distintos.
Las neuronas Plcb4 + Purkinje, pero no las neuronas Aldoc +, mostraron una plasticidad significativa de la expresión génica durante las experiencias sensorimotrices y de aprendizaje.
Las neuronas de Plcb4+ Purkinje juegan un papel crítico en el aprendizaje asociativo.
Se identificó un módulo genético de aprendizaje que involucra la señalización de FGFR2 en las neuronas Plcb4+.
El nocaut de FGFR2 en las neuronas de Plcb4+ Purkinje afectó el aprendizaje motor.

Conclusiones:

La diversificación de las neuronas de Purkinje está vinculada a las respuestas de aprendizaje motor.
Las neuronas de Plcb4+ Purkinje son críticas para el aprendizaje asociativo y la adquisición de habilidades motoras.
La señalización de FGFR2 en las neuronas de Plcb4 + Purkinje es esencial para el aprendizaje motor, ofreciendo información sobre la vulnerabilidad de los trastornos neurológicos.