一个国际研究小组最新发表在《细胞》杂志子刊《神经元》（Neuron）上的论文称，他们使用一种最新测序技术，首次成功描绘出小鼠大脑基因活性的完整图谱。该图谱覆盖了整个基因组的所有基因，十分详细地显示了小鼠大脑皮层各层次的基因活性情况。研究人员指出，该研究成果不仅有助于科学家进一步理解哺乳动物大脑的组织结构情况，也为相关疾病研究指明了新的方向。
大脑是人体最神秘的器官，如果想了解它的工作方式，就必须了解其复杂的结构。大脑皮层则是所有哺乳动物大脑的最大组成部分，对记忆、感觉、语言和高级认知功能都至关重要。早在19世纪，科学家就意识到大脑皮层是一个分层结构，六个层次中每一层的神经细胞类型和连接方式都不尽相同。而一旦了解了整个大脑皮层的基因活性，科学家就有可能更精确地将大脑解剖学、遗传学和相关疾病联系起来研究，意义十分重大。2003年，有科学家寻求利用微阵列技术测定小鼠大脑基因活性，但他们至今仍没有完成所有已知基因活性的确定工作。
此次由英国牛津大学和美国国家人类基因组研究院的研究人员组成的国际研究小组，使用了一种称为RNAseq的新测序技术。与其他DNA（脱氧核糖核酸）测序技术不同，这种技术不是对DNA进行测序以了解静态的遗传密码，而是对组织样本里的所有RNA（核糖核酸）分子进行测定，来检测基因活性，确定哪些基因是活跃的。运用这种技术，研究小组成功描绘出老鼠大脑皮层基因活性情况的完整图谱。图谱显示，老鼠大脑中，有超过一半的基因在不同层次的活跃程度是不一样的。
研究人员称，该研究成果将使科学家能够更好地观察那些与疾病相关的基因。如图谱显示，与帕金森症相关的基因在大脑皮层的第五层尤为活跃，虽然这仅仅是一种关联，并不意味着一定会引发疾病，但却为该疾病的研究开辟了新的途径。
该项研究领导者、英国牛津大学的克里斯·庞廷教授指出，过去，科学家只能在实验室里选择性地观察少量的RNA，或通过微阵列芯片来观察基因活性，而使用最新技术，则可使科学家近乎不受限制地“为之欲为，看之想看”。下一步，研究人员会将研究范围从大脑皮层结构层扩展到不同类型的神经细胞，甚至是特定的神经回路和细胞，以获得更加精确的大脑基因活性情况；同时研究人员也希望今后能够对人脑组织样本进行类似研究。(生物谷 Bioon.com)
doi:10.1016/j.neuron.2011.06.039
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A Transcriptomic Atlas of Mouse Neocortical Layers
T. Grant Belgard, Ana C. Marques, Peter L. Oliver, Hatice Ozel Abaan, Tamara M. Sirey Anna Hoerder-Suabedissen, Fernando García-Moreno, Zoltán Molnár , Elliott H. Margulies , and Chris P. Ponting
In the mammalian cortex, neurons and glia form a patterned structure across six layers whose complex cytoarchitectonic arrangement is likely to contribute to cognition. We sequenced transcriptomes from layers 1-6b of different areas (primary and secondary) of the adult (postnatal day 56) mouse somatosensory cortex to understand the transcriptional levels and functional repertoires of coding and noncoding loci for cells constituting these layers. A total of 5,835 protein-coding genes and 66 noncoding RNA loci are differentially expressed (patterned) across the layers, on the basis of a machine-learning model (naive Bayes) approach. Layers 2-6b are each associated with specific functional and disease annotations that provide insights into their biological roles. This new resource (http://genserv.anat.ox.ac.uk/layers) greatly extends currently available resources, such as the Allen Mouse Brain Atlas and microarray data sets, by providing quantitative expression levels, by being genome-wide, by including novel loci, and by identifying candidate alternatively spliced transcripts that are differentially expressed across layers.
