《自然》

发育小鼠的大脑分子结构

瑞典卡罗林斯卡学院Sten Linnarsson和Gioele La Manno研究团队合作揭示发育中的小鼠大脑的分子结构。相关论文发表在7月28日出版的《自然》杂志上。

他们报告了原肠胚形成和出生之间胚胎小鼠大脑的综合单细胞转录组图谱。他们确定了近 800 种细胞状态，这些状态描述了大脑及其封闭膜的功能元件的发育程序，包括早期神经上皮、区域特异性次级组织器以及神经源性和胶质源性祖细胞。他们还使用原位 mRNA 测序来绘制关键发育基因的空间表达模式。将原位数据与单细胞簇相结合，揭示了神经系统模式化过程中神经祖细胞的精确空间组织。

研究人员表示，哺乳动物大脑是通过由可扩散的形态发生素、细胞间相互作用和内在遗传程序产生的空间线索的复杂相互作用而进行发育，这些因素可能产生一千多种不同的细胞类型。对这个过程的完整理解需要在大脑发育的整个时空范围内对细胞状态进行系统表征。因此，单细胞 RNA 测序和空间转录组学揭示复杂组织的分子异质性的能力在神经系统中特别强大。以前的研究探索了特定大脑区域、整个成人大脑甚至整个胚胎的发育。

相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41586-021-03775-x

《自然—神经科学》

小鼠通过记忆子目标位置学习多步骤路线

英国伦敦大学学院Branco Tiago研究团队发现，小鼠通过记忆子目标位置来学习多步骤路线。相关论文于7月29日在线发表在《自然—神经科学》杂志上。

研究人员调查了当直接路径被阻断时，小鼠如何应对威胁来找寻庇护所。起初，它们向庇护所逃去，并利用感觉线索来越过障碍物。在20分钟内，它们自发地采用了一种次目标策略，通过直接跑到障碍物的边缘来启动逃逸。即使在障碍物被移走后，小鼠仍然以这种方式逃跑，这表明它们使用了空间记忆。然而，空间学习的标准模型（习惯性运动重复和内部地图构建）并不能解释次级目标记忆是如何形成的。

相反，小鼠使用了一种混合方法：记住在“练习逃跑”中遇到的突出位置。这一策略也在一个几何上相同的食物搜寻任务中使用。这些结果表明，次目标记忆是啮齿动物在新环境中学习高效多步骤路线的基本策略。

相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41593-021-00884-8

《自然—遗传学》

新生罕见遗传变异可能诱导自闭症

美国华盛顿大学医学院Evan E. Eichler团队在研究中取得进展。他们发现新生异常罕见遗传变异可能是自闭症潜在候选风险基因。该项研究成果发表在7月26日出版的《自然—遗传学》上。

利用来自 3474 个家族的全基因组测序数据，研究人员发现了另一个具有高影响的风险变异来源，即超罕见变异。研究发现并重现了患者中特异的、可能基因破坏 （LGD） 变体的传递不平衡，并发现95%的高风险变异位于已知的富含从头突变 （DNM）的基因之外。这种变异类别对多重家庭患者具有更大的影响，并与自闭症多重变异模型相吻合。具有个体特异LGD变体患者的候选基因多位于E3泛素—蛋白连接酶复合物、细胞内转运和Erb信号蛋白网络中。

研究人员估计这些变体大约传递了2.5代，并且比兄弟姐妹中类似类型和频率的其他变体出现的晚很多。总体而言，个体特异性LGD变体经历了高频率的纯化选择，并且其似乎作用于一组未知的与自闭症相关的独特基因。

据悉，自闭症是一种高度遗传的复杂疾病，其中DNM对致病性具有显著影响。

相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41588-021-00899-8

可变甲基化逆转座子对一系列环境扰动不敏感

英国剑桥大学Anne C. Ferguson-Smith小组发现，可变甲基化逆转座子对一系列环境扰动不敏感。相关论文7月29日在线发表于《自然—遗传学》。

研究人员表示，Avy等位基因是小鼠基因组中由VM-IAP逆转座子引起的插入性突变。Avy的表现力对一系列生命早期的化学接触和营养干预很敏感，这表明环境扰动可以对甲基化组产生长期的影响。然而，VM-IAP元件在多大程度上对环境有影响，对表型是否有影响还不清楚。

研究人员利用最近确定的VM-IAP组合，评估了不同环境背景下的表观遗传效应。纵向衰老分析表明，VM-IAP在小鼠的整个生命周期中是稳定的，只在一部分位点检测到DNA甲基化的小幅增加。在母体暴露于内分泌干扰物双酚A、致肥饮食或甲基供体补充后，没有明显的影响被观察到。一个叶酸代谢异常的遗传小鼠模型表现出VM-IAP甲基化水平的转移和VM-IAP相关基因表达的改变，然而这些影响可能主要是由多态的KRAB锌指蛋白的不同靶向所驱动。研究人员认为，逆转座基因组的表观遗传变异性不能预测环境易感性。

相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41588-021-00898-9