La transcriptómica espacial revela la especificación de la capa cortical y el área humana

Área de la Ciencia:

• La neurociencia
• Biología del desarrollo
• La genómica

Sus antecedentes:

• El desarrollo de la corteza cerebral humana implica capas y áreas moleculares y estructurales distintas.
• La transcriptómica de una sola célula avanzó la comprensión pero perdió el contexto espacial.
• La resolución espacial es crucial para comprender los procesos de desarrollo.

Objetivo del estudio:

• Investigar el desarrollo molecular, celular y citoarquitectónico de la corteza fetal humana con resolución espacial de una sola célula.
• Crear un atlas espacial completo del desarrollo cortical humano.
• Para descubrir los mecanismos de la especificación de la capa cortical y el área.

Principales métodos:

• Fluorescencia multiplexada resistente a errores en la hibridación in situ (MERFISH) para la transcriptómica espacial.
• Segmentación del núcleo basada en el aprendizaje profundo para la identificación celular.
• Integración con secuenciación de ARN de un solo núcleo.

Principales resultados:

• Estableció un atlas espacial de más de 18 millones de células en ocho áreas corticales y siete puntos de tiempo.
• Identificó el establecimiento temprano de la estructura cortical de seis capas antes de las capas citoarquitectónicas visibles.
• Descubrió modos continuos y discretos de especificación de área cortical, incluido un límite abrupto entre las cortizas visuales V1 y V2.
• Se reveló una regulación temprana de la sinaptogénesis en las neuronas de capa 4 específicas de V1.

Conclusiones:

• Las relaciones espaciales son críticas para la especificación molecular de las capas y áreas corticales.
• El estudio desafía los modelos de sólo gradiente de la arealización cortical.
• Este trabajo establece un paradigma para los atlas cerebrales de desarrollo resueltos espacialmente.