단일세포(싱글셀) 기술로 뇌세포 지도를 만들다.

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요즘 대세중 한 분야가 뇌과학이죠. 언제인가 한국에서도 뇌지도를 만든다고 많은 얘기들이 오가는것 같았는데요. 며칠전에 뇌지도와 관련된 기사가 나와서 들여다봤습니다. Salk Institute와 UCSD의 공동 연구로 뇌지도를 발표했다고 하네요.
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어떤 내용인지 궁금해서 논문을 보니... single-cell epigenetic assay를 이용해서 대뇌 피질의 세포들의 아류(subtype)들을 발견했다는 내용이군요. (single-cell은 요즘 시퀀싱계의 제일 핫 한 기술 중 하나죠.)

다시 한번 설명해볼까요.

메틸화(methylation)은 후성유전학적 변형 중의 하나입니다. DNA의 시토신 염기에 메틸기가 결합하면서 전사 과정을 억제하는 역할을 하죠. 이 의미는 메틸화된 부위는 유전자가 발현되지 않는다. 즉 기능을 하지 않는다는 얘기입니다. 그러므로 메틸레이션을 분석했다는 얘기는 어떤 유전자들이 억제되어 있는지를 보았다는 의미가 됩니다.

요즘 대세(?)까지는 아니지만 요즘 뜨고 있는 기술중 하나가 싱글셀(single-cell) 분석입니다. 최근 10xGenomics를 비롯한 몇몇 회사들이 칩위에서 수천~수만개의 셀들을 한개씩 분리, 실험할 수 있는 장비들을 개발해 보급하기 시작했죠. 기존 분석 방법은 동일한 조직 또는 세포 덩어리를 분석했는데요. 사실 한 종류의 조직 안에서도 여러 종류의 다른 세포들이 분포할 수 있고, 같은 종류의 세포끼리도 서로 완전히 동일하진 않을수도 있죠. 요즘은 이 싱글셀 분석을 통해서 기존에 알려지지 않거나 찾기 힘든 셀 타입을 발견하는데 이용하고 있습니다. '조직' -> '같은 종류의 세포단위'에서 이젠 개별 세포단위로 더 세세하게 들여다보는거죠.

그래서... 이 single-cell 방법을 이용해서 다양한 뇌세포의 methylation들을 분석했고, 기존에 알려지지 않았던 서로 다른 종류의 뇌세포들을 발견했다는게 이 기사의 주요 내용입니다.

논문 초록에 따르면 마우스에서 16종류, 인간에서는 21종류의 서로 다른 신경세포가 발견되고요. 메틸레이션 패턴을 분석해서 특정한 흥분석&억제성 신경 세포도 확인했다고 해요.

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우리가 생각하던 뇌지도와는 조금 다른것 같죠? 기능적인 부분이 아닌 유전적인 뇌지도라고 하면 더 적합할 것 같습니다.

연구소에서 소개 동영상도 만들었군요. 영어지만 (영어)자막도 있으니 관심있는 분들은 한번 들여다보시길...
https://youtu.be/FOPGLsTSp_0

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<논문>
Luo C, et al. Science. 2017 "Single-cell methylomes identify neuronal subtypes and regulatory elements in mammalian cortex"  https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/28798132

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<관련 링크>
- 뉴스1: http://www.medicalnewstoday.com/articles/318916.php
- 뉴스2: https://www.newswise.com/articles/scientists-find-new-way-to-map-differences-in-the-brain
- 프로젝트 홈페이지: http://brainome.ucsd.edu/annoj/brain_single_nuclei/