Ein Gemeinschaftsprojekt zahlreicher Forschungsteams kartierte sämtliche Zellen im Mäusegehirn. Der resultierende Atlas mit mehr als 5300 Zelltypen soll helfen, Krankheiten künftig besser behandeln zu können.
HIRNFORSCHUNG
Wie viele verschiedene Zelltypen stecken im Gehirn einer Maus? Wo liegen sie, und welche Funktionen erfüllen sie? Diesen schwierigen Fragen hat sich ein großes internationales Forschungsprojekt gestellt und einen kompletten Zellatlas des Mäusegehirns vorgelegt. Mehr als 5300 verschiedene Zelltypen dokumentierten die Fachleute des BRAIN Initiative Cell Census Network (BICCN), wie sie in insgesamt zehn in »Nature« erschienenen Beiträgen berichten. Wie sich zeigte, sind die Zellarten auf bestimmte Regionen im Gehirn verteilt und unterscheiden sich je nach Ort. Hinter dieser komplexen Struktur des Säugerhirns steckt offenbar ein langer evolutionärer Prozess. Studienautorin Hongkui Zeng vom Allen Institute for Brain Science in Seattle ist überzeugt, dass Forscherinnen und Forscher mit den neuen Hirnkarten »endlich erkennen können, wie das Gehirn organisiert ist«.
Dass die Wahl gerade auf die Hausmaus (Mus musculus) fiel, liegt für die Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen auf der Hand: Der Nager gilt in der Biologie und Medizin als Modellorganismus schlechthin. An ihm lässt sich am besten ein exemplarischer Atlas eines Säugerhirns erstellen.
Für ihre Studien nutzten die Fachleute diverse Verfahren, darunter verschiedene Einzelzellanalysen. Damit lässt sich beispielsweise die genetische Aktivität der Hirnzellen erfassen. Es ging unter anderem darum herauszufinden, welche Boten-RNAs (mRNAs) die Zellen herstellten. Anhand der diversen RNA-Schnipsel konnten die Wissenschaftler dann folgern, wie viele verschiedene Zelltypen es im Gehirn gibt, da ein jeder von ihnen ein charakteristisches Spektrum von mRNA-Molekülen produziert.
Wo im Gehirn liegen welche Zellen?
Parallel dazu bestimmten die Teams die räumliche Position der Zellen im Gehirn. Das mache die Mammutstudie so besonders, schreibt die Neurologin Maria Antonietta Tosches von der Columbia University in einem Begleitkommentar: Alle beteiligten Arbeitsgruppen hätten nicht nur erstmals das gesamte Gehirn der Maus kartiert, sondern auch »mit räumlicher Transkriptomik kombiniert, wodurch Zelltypen in ihren natürlichen Gewebekontext eingeordnet werden können«.
Insgesamt sequenzierten die Forscherteams einige Millionen Zellen und sammelten deren Positionsdaten. Anschließ
