Los científicos de Salk reciben $ 3 millones para la subvención de la Iniciativa BRAIN

Los científicos de Salk reciben $ 3 millones para la subvención de la Iniciativa BRAIN

El premio de 3 años promoverá un enfoque novedoso para comprender el cerebro

LA JOLLA-José Ecker, profesor de Salk e investigador del Instituto Médico Howard Hughes, y margarita behrens, científico del personal de Salk, han sido nombrados beneficiarios en la ronda de subvenciones de 2014 de la Institutos Nacionales de Salud (NIH) a través de BRAIN (Investigación del cerebro mediante el avance de neurotecnologías innovadoras) Iniciativa para el trabajo de vanguardia en neurociencia. La subvención, anunciada el 30 de septiembre, otorga más de $3 millones en fondos a los científicos de Salk durante tres años.

La Iniciativa BRAIN, lanzada el año pasado, es un esfuerzo presidencial para apoyar la investigación de alta prioridad que promueve la neurociencia básica, con el objetivo de descubrir cómo funciona el cerebro y desarrollar formas de tratar, prevenir y curar trastornos cerebrales como la enfermedad de Alzheimer, esquizofrenia, autismo, epilepsia y lesiones traumáticas. Cuatro agencias federales: los NIH, National Science Foundation (NSF), Administración de Alimentos y Medicamentos (FDA) y Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa (DARPA)–se han comprometido a contribuir con más de $100 millones en el año fiscal 2014 para apoyar la iniciativa.

Margarita Behrens y Joseph Ecker

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Imagen: Cortesía del Instituto Salk de Estudios Biológicos

El cerebro tiene varios tipos de células, muchas de las cuales aún no se comprenden bien. La nueva subvención apoyará a los laboratorios de Ecker y Behrens en la construcción de un mapa del cerebro que identifique cada tipo de célula y cómo están conectadas. En particular, Ecker y Behrens examinarán cómo el epigenoma, un conjunto de moléculas o etiquetas químicas que salpican el ADN y regulan la actividad de los genes, influye en la formación de células cerebrales. El epigenoma, junto con el genoma, determinan el crecimiento y funcionamiento de todos los órganos, incluido el cerebro.

"Estamos muy entusiasmados con este apoyo adicional del Instituto Nacional de Salud Mental para participar en la Iniciativa BRAIN", dice Ecker, quien también es investigador de la Fundación Gordon y Betty Moore y el Presidente del Consejo Internacional de Salk en Genética. “Creemos que nuestro nuevo enfoque, que utiliza diferencias epigenéticas en los tipos de células cerebrales, complementará los enfoques de mapeo existentes y, en última instancia, conducirá a una comprensión más profunda de la identidad y las diferencias funcionales de las neuronas, además de proporcionar una posible ventana al desarrollo y la enfermedad del cerebro”.

Un enfoque de los años iniciales de la Iniciativa BRAIN es el desarrollo de herramientas de próxima generación para explorar cómo los patrones dinámicos de actividad neuronal en el cerebro controlan los pensamientos, sentimientos y movimientos.

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Imagen: Institutos Nacionales de Salud

Un proceso llamado metilación del ADN, mediante el cual se agregan átomos de carbono e hidrógeno a una de las cuatro bases del ADN llamada citosina (C), es una de las principales formas en que el epigenoma influye en el genoma. Esta metilación apaga los genes y evita que se produzcan ciertas proteínas.

Ecker, quien dirigió el equipo que creó el primer mapa detallado del epigenoma humano, desarrolló un método de mapeo de etiquetas epigenéticas, llamado MethylC-Seq, que rastrea dónde se ha metilado la citosina del bloque de construcción del ADN. Ecker ya ha aplicado MethylC-Seq a preguntas sobre epigenética que abarcan muchos campos. Recientemente, Ecker y Behrens produjeron mapas detallados del epigenoma cerebral en humanos y ratones durante su vida útil, trabajo que fue catalogado como un avance de investigación "top ten" en 2013 por el director del NIMH, Tom Insel.

“Estos mapas permitieron descubrir que las neuronas muestran marcas de metilación específicas que las diferencian no solo de las células no neuronales del cerebro, sino entre ellas”, dice Behrens. “Esto abre un mundo completamente nuevo en neurobiología, donde cada célula cerebral puede identificarse mediante un marcador molecular estable. Esto facilitará el estudio de cómo se establece y mantiene la conectividad cerebral”.

Los laboratorios utilizarán mapas de metilación de citosina de todo el genoma de poblaciones de células cerebrales para sondear la ubicación física de las células que muestran marcas de metilación únicas en cortes de cerebro y cerebros completos. Este enfoque novedoso dará como resultado la creación de un mapa epigenético de cada tipo de célula que se puede conectar con los mapas de conexión y atlas de expresión génica del cerebro existentes, sirviendo en última instancia como una comparación de referencia con mapas para estados de enfermedades neurológicas como la esquizofrenia o la enfermedad de Alzheimer y revelando más sobre enfermedades neurológicas.

Sobre el Instituto Salk de Estudios Biológicos:
El Instituto Salk de Estudios Biológicos es una de las instituciones de investigación básica más importantes del mundo, donde profesores de renombre internacional investigan cuestiones fundamentales de las ciencias biológicas en un entorno único, colaborativo y creativo. Centrados tanto en el descubrimiento como en orientar a las generaciones futuras de investigadores, los científicos de Salk realizan contribuciones innovadoras a nuestra comprensión del cáncer, el envejecimiento, el Alzheimer, la diabetes y las enfermedades infecciosas mediante el estudio de la neurociencia, la genética, la biología celular y vegetal y disciplinas relacionadas.

Los logros de la facultad han sido reconocidos con numerosos honores, incluidos premios Nobel y membresías en la Academia Nacional de Ciencias. Fundado en 1960 por el pionero de la vacuna contra la polio Jonas Salk, MD, el Instituto es una organización independiente sin fines de lucro y un hito arquitectónico.