ग्राहम-2023-सीखना अद्वितीय प्रतिलेख को प्रेरित करता है

अमूर्त:
सीखना कई समय के पैमाने पर श्रवण प्रांतस्था में न्यूरोफिज़ियोलॉजिकल प्लास्टिसिटी को प्रेरित कर सकता है। श्रवण कॉर्टिकल फ़ंक्शन में स्थायी परिवर्तन जो दिनों, हफ्तों या यहां तक ​​कि जीवनकाल तक बने रहते हैं, उन्हें सीखने से प्रेरित जीन अभिव्यक्ति की आवश्यकता होती है। दरअसल, डे नोवो ट्रांस्क्रिप्शन इस बात के लिए आणविक निर्धारक है कि क्या क्षणिक अनुभव व्यवहार पर स्थायी प्रभाव के साथ दीर्घकालिक यादों में बदल जाते हैं।

विज्ञान और प्रौद्योगिकी के निरंतर विकास के साथ, मानव जीवन के दौरान कई जादुई जीवन घटनाएं सामने आई हैं, जिनमें से अनुसंधान के लिए सबसे मूल्यवान स्मृति है। स्मृति मानव उन्नत तंत्रिका गतिविधि का एक महत्वपूर्ण हिस्सा है, और यह मानव विकास के बाद से हुई विभिन्न घटनाओं का रिकॉर्ड और संचय भी है। तो, क्या जीन अभिव्यक्ति और स्मृति के बीच कोई संबंध है? उत्तर है, हाँ।

सबसे पहले, स्मृति पर जीन का प्रभाव स्पष्ट है। यह एकल न्यूक्लियोटाइड बहुरूपता (एसएनपी) और अन्य तरीकों के माध्यम से विभिन्न स्मृति-संबंधित अणुओं और प्रोटीन की अभिव्यक्ति को नियंत्रित कर सकता है। यह न्यूरॉन्स के बीच संचार दक्षता को प्रभावित कर सकता है, जिससे व्यक्ति की संज्ञानात्मक, वैचारिक, भावनात्मक और अन्य विशेषताएं प्रभावित हो सकती हैं, जो स्मृति की गुणवत्ता का संकेत देती हैं।

दूसरे, स्मृति जीन अभिव्यक्ति पर भी एक निश्चित प्रभाव डाल सकती है। हमारी सीखने, स्मृति और सोच की प्रक्रिया में, न केवल मस्तिष्क की तंत्रिका गतिविधि में परिवर्तन होता है, बल्कि कई जीनों और अणुओं का विनियमन और हस्तक्षेप भी होता है। इन जीनों और अणुओं का विनियमन हमारी दीर्घकालिक स्मृति में मौजूद भावनाओं और अनुभवों के अनुरूप निशान रिकॉर्ड करेगा, और अंततः जीन में संग्रहीत किया जाएगा।

अंत में, सकारात्मक दृष्टिकोण और दीर्घकालिक स्मृति क्षमता के बीच अन्योन्याश्रयता होती है। एक खुश मिजाज हमें सीखने और सोचने की प्रक्रिया के दौरान अधिक ध्यान केंद्रित करने और ध्यान केंद्रित करने में मदद कर सकता है, जिससे स्मृति क्षमता में सुधार करने में मदद मिलती है। दीर्घकालिक जानबूझकर स्मृति मस्तिष्क में नए तंत्रिका कनेक्शन और संरचनाओं के निर्माण को भी बढ़ावा दे सकती है, जो भविष्य में सीखने और स्मृति के लिए भी बहुत सहायक है।

इसलिए, हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि जीन अभिव्यक्ति और स्मृति के बीच एक संबंध है। हम जानबूझकर याददाश्त, आशावाद और सकारात्मक सोच के माध्यम से अपनी स्मृति क्षमता को बढ़ावा और सुधार सकते हैं, जो हमें बेहतर शारीरिक और मानसिक स्वास्थ्य प्राप्त करने में भी मदद कर सकता है। केवल इसी तरह से हम समाज और मानव विकास की बेहतर सेवा कर सकते हैं। यह देखा जा सकता है कि हमें याददाश्त में सुधार करने की आवश्यकता है, और सिस्टैंच डेजर्टिकोला याददाश्त में काफी सुधार कर सकता है क्योंकि सिस्टैंच डेजर्टिकोला एक पारंपरिक चीनी औषधीय सामग्री है जिसके कई अद्वितीय प्रभाव हैं, जिनमें से एक स्मृति में सुधार करना है। कीमा बनाया हुआ मांस की प्रभावकारिता इसमें मौजूद विभिन्न सक्रिय तत्वों से आती है, जिसमें एसिड, पॉलीसेकेराइड, फ्लेवोनोइड आदि शामिल हैं। ये तत्व विभिन्न तरीकों से मस्तिष्क स्वास्थ्य को बढ़ावा दे सकते हैं।

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हालाँकि, श्रवण सीखने, स्मृति और अर्जित ध्वनि-विशिष्ट व्यवहार का समर्थन करने वाले श्रवण कॉर्टिकल जीन काफी हद तक अज्ञात हैं। यह रिपोर्ट श्रवण स्मृति के गठन के पीछे श्रवण प्रांतस्था के भीतर सीखने से प्रेरित जीन अभिव्यक्ति में जीनोम-व्यापक परिवर्तनों की पहचान करने वाली पहली रिपोर्ट है। आरएनए अनुक्रमण से जीन संवर्धन प्रोफाइल पर जैव सूचनात्मक विश्लेषण ने जैविक मार्गों की पहचान की जिसमें कोलीनर्जिकसिनैप्स और न्यूरोएक्टिव रिसेप्टर इंटरैक्शन शामिल हैं।

निष्कर्ष कॉर्टिकल फ़ंक्शन में अंतर्निहित परिवर्तनों के प्रमुख उम्मीदवार प्रभावों की विशेषता बताते हैं जो वयस्क मस्तिष्क में दीर्घकालिक श्रवण स्मृति के गठन का समर्थन करते हैं। पहचाने गए अणु और तंत्र वयस्कता में श्रवण कार्य में दीर्घकालिक और ध्वनि-विशिष्ट परिवर्तनों की सुविधा के लिए संभावित चिकित्सीय लक्ष्य हैं और अब भविष्य में जीन-लक्षित जांच के लिए प्रमुख हैं।

पांडुलिपि:

सीखने और स्मृति के क्षेत्र में एक अच्छी तरह से स्वीकृत अवधारणा यह है कि यादें वहीं संग्रहीत की जाती हैं जहां उन्हें संसाधित किया जाता है (नाडेल और हार्ड्ट, 2011)। स्मृति समेकन के रूप में जानी जाने वाली जैविक घटनाएं संवेदी अनुभव द्वारा उत्पन्न क्षणिक तंत्रिका प्रतिनिधित्व को स्थिर कर सकती हैं (लेचनर, स्क्वॉयर, और बायर्न, 1999; मैकगॉघ, 2000; डुडाई, 2012)। मौलिक और विकासात्मक रूप से संरक्षित तंत्र जो स्मृति समेकन शुरू करते हैं, प्रतिलेखन और अनुवाद हैं, जिन्हें क्रमशः जीन और उनके बाद के प्रोटीन उत्पादों की सक्रिय अभिव्यक्ति के रूप में परिभाषित किया गया है (अल्बेरिनी और कैंडेल, 2014; कोस्टा-मैटियोली एट अल।, 2009)।

हमने अनुमान लगाया कि ध्वनि भेदभाव सीखना श्रवण प्रांतस्था के भीतर डे नोवो जीन अभिव्यक्ति को प्रेरित करता है। ध्वनि संकेतों का अत्यधिक विशिष्ट निरूपण दीर्घकालिक स्मृति (घंटे से दिन) में समेकित होकर अनुभव की क्षणभंगुरता (सेकंड और मिनट) को समाप्त कर सकता है जो बाद में ध्वनि-संकेतित व्यवहार का मार्गदर्शन करता है। जबकि विशिष्ट क्षेत्रीय ट्रांसक्रिप्टोमिक प्रोफाइल को स्मृति समेकन के लिए जिम्मेदार माना जाता है (काट्ज़मैन, एट अल।, 2021), केंद्रीय श्रवण प्रणाली में स्मृति गठन का समर्थन करने वाली सीखने-प्रेरित ट्रांसक्रिप्शन घटनाओं को गंभीर रूप से कम वर्णित किया गया है।

इसके विपरीत, विशेष रूप से ग्रहणशील क्षेत्रों और टोनोटोपिक मानचित्रों में न्यूरोफिज़ियोलॉजिकल परिवर्तनों के स्तर पर श्रवण सीखने और स्मृति के अध्ययन में श्रवण प्रांतस्था को असाधारण रूप से अच्छी तरह से वर्णित किया गया है (श्रेइनर और पोली, 2014; वेनबर्गर एनएम, 2015; पिएनकोव्स्की और एगरमोंट, 2011), कॉर्टिको- कॉर्टिकल और कॉर्टिको-फुगल कनेक्टिविटी (सौफी एट अल., 2021; लेसिको और गेफेन, 2022; श्रेइनर और पोली, 2014; लियू एट अल., 2011; जिओंग, ज़नामेंस्की, और ज़ेडोर, 2015), जिसमें कई समय पैमाने (फ़्रोम्के और मार्टिंस) शामिल हैं , 2011; फ्रोम्के और श्राइनर, 2015; फ्रिट्ज़, एल्हिलाली, डेविड, और शम्मा, 2007; चेर्निचोव्स्की और मार्गोलियाश, 2013)। इसके अलावा, न्यूरोफिज़ियोलॉजिकल परिवर्तन व्यवहार से जुड़े हुए हैं, उदाहरण के लिए, क्यू-निर्देशित कार्रवाई के लिए (लेट्ज़कस, वोल्फ, और लुथी, 2015), ध्यान (फ्रिट्ज़ एट अल।, 2007; एलहिलाली एट अल।, 2007) और ध्वनि संकेतों के लिए मेमोरी (बीज़ज़्ज़ाड और वेनबर्गर 2010; ग्रोसो एट अल।, 2015; एस्चौएर और रम्पेल, 2016; कॉन्सिना, रेना, ग्रोसो, और सैकेट्टी, 2019; लेट्ज़कस, वोल्फ, और लुथी, 2015; घोष और ज़ेडोर, 2021)।

श्रवण प्रांतस्था में सीखने से प्रेरित न्यूरोफिज़ियोलॉजिकल प्लास्टिसिटी के दशकों के साक्ष्य ने श्रवण स्मृति (वेनबर्गर 2007 ए; 2007 बी) की साझा व्यवहारिक विशेषताओं को दिखाया है, जिससे यह श्रवण स्मृति समेकन के लिए एक शीर्ष उम्मीदवार क्षेत्र बन गया है। श्रवण प्रांतस्था की जैव सूचनात्मक रूप से जांच करके, हम अनुकूली श्रवण कार्य के अंतर्निहित न्यूरोप्लास्टिकिटी के मस्तिष्क-व्यापी सामान्य या विशिष्ट जैविक द्वारपालों को उजागर करने के लिए निष्पक्ष अवसर का भी लाभ उठाते हैं। व्यापक दृष्टिकोण से, क्षेत्रीय ट्रांसक्रिप्टोमिक प्रोफाइलिंग से स्मृति की सेवा में अनुभव द्वारा संवेदी प्रणाली को कैसे संशोधित किया जाता है, इसकी अधिक संपूर्ण समझ हो सकती है।

श्रवण प्रांतस्था के भीतर पहचाने गए सीखने-प्रेरित ट्रांसक्रिप्टोमिक प्रोफाइल प्रक्रियाओं के नए जैविक मॉडल को मान्य, विस्तारित या नेतृत्व कर सकते हैं जो अनुकूली श्रवण प्रसंस्करण का समर्थन या ख़राब करते हैं। श्रवण स्मृति का समेकन संभवतः जीन अभिव्यक्ति में अनुभव-निर्भर परिवर्तनों का एक उत्पाद है जो श्रवण प्रांतस्था के भीतर सेलुलर कार्यों को प्रभावित करता है, जो बदले में ध्वनि-उत्सर्जित न्यूरोफिज़ियोलॉजिकल प्रतिक्रिया में स्थायी परिवर्तनों को बढ़ावा देता है जो ध्वनि-संकेतित व्यवहार को बदलता है।

सीखने से प्रेरित प्रतिलेखों की पहचान करने के लिए, शारीरिक रूप से परिभाषित श्रवण प्रांतस्था (ब्रेग्मा -3.10 मिमी, इंटरऑरल 6.90 मिमी; पैक्सिनो और वाटसन, 2007) के नमूनों पर आरएनएअनुक्रमण (आरएनएएसईक्यू) का उपयोग करके अभिव्यक्ति प्रोफाइलिंग विश्लेषण किया गया था। ) जल-प्रतिबंधित वयस्कों से लेकर जल पुरस्कारों के लिए बार प्रेस से लेकर शुद्ध स्वर तक प्रशिक्षित। लक्ष्य शुद्ध टोनफ़्रीक्वेंसी (5.0 किलोहर्ट्ज़; 65 डीबी एसपीएल) की प्रतिक्रियाओं के परिणामस्वरूप इनाम मिला, जबकि गैर-लक्ष्य (11.5 किलोहर्ट्ज़; 65 डीबी एसपीएल) की प्रतिक्रियाओं को पुरस्कृत नहीं किया गया और एक टाइम-आउट अवधि शुरू की गई जिसने समय को अगले परीक्षण तक बढ़ा दिया।

यह दो-टोन भेदभाव कार्य (2TD) अवधारणात्मक रूप से कठिन नहीं है; ध्वनिक आवृत्तियाँ एक सप्तक से अधिक अलग होती हैं और कृंतकों द्वारा आसानी से पहचानी जाती हैं (तलवार और गेर्स्टीन, 1998)। बल्कि, व्यवहारिक चुनौती सहयोगी थी: 2TD प्रदर्शन स्मृति की मांग करता है जिसके लिए टोन इनाम के साथ जुड़ा हुआ है (बनाम कोई इनाम नहीं)। लगातार तीन दैनिक 45- मिनट 2टीडी प्रशिक्षण सत्रों के बाद प्रशिक्षित चूहों (एन =8) की बलि दी गई और इसकी तुलना ध्वनि-भोले चूहों (एन =4) ​​के एक समूह से की गई। यह प्रशिक्षण का प्रारंभिक समय है जब जानवर अभी भी 2TD कार्य प्राप्त कर रहे हैं। प्रारंभिक कार्य अधिग्रहण को प्रारंभिक सीखने-प्रेरित ट्रांसक्रिप्शनल घटनाओं को पकड़ने के लिए लक्षित किया गया था जो प्रशिक्षण के हफ्तों में व्यवहार में देखे गए 2TD प्रदर्शन में बाद में वृद्धि के लिए मंच तैयार करता है।

उदाहरण के लिए, औसत प्रदर्शन मौका से ऊपर था, लेकिन 3 दिनों के बाद केवल 66±7.81% था, जबकि विस्तारित प्रशिक्षण के बाद 90% से अधिक या उसके बराबर था (शांग, बाइलिपुडी, और बिज़्ज़ज़ाद, 2019)। सफल ध्वनि-विशिष्ट साहचर्य स्मृति के लिए प्रासंगिक जीन की अभिव्यक्ति की पहचान करने के अवसर का लाभ उठाने के लिए, हमने एक एचडीएसी अवरोधक का लाभ उठाया जो सीखने और स्मृति निर्माण में गतिविधि-निर्भर जीन अभिव्यक्ति के स्वदेशी विनियमन को लक्षित करता है (मैकक्वाउन, एट अल।, 2011; क्वापिस, एट) अन्य, 2017; मालवेज़, और अन्य, 2012)। महत्वपूर्ण रूप से, एक दशक के काम से पता चला है कि एचडीएसी-निषेध ध्वनि-उत्सर्जित श्रवण कॉर्टिकल प्रतिक्रियाओं (वाहन के सापेक्ष) में सीखने-प्रेरित न्यूरोफिज़ियोलॉजिकल प्लास्टिसिटी की सुविधा प्रदान कर सकता है और श्रवण भेदभावपूर्ण व्यवहार को बढ़ा सकता है (बीस्ज़ज़ाद एट अल।, 2015; फान एट अल।, 2017; शांग, बाइलिपुडी, और बिस्ज्ज़ाद, 2019; रोटोंडो और बिस्ज़्ज़ाद, 2020; रोटोंडो और बिस्ज़्ज़ाद 2021ए; 2021बी) जिसमें अमानवीय (गेरवेन, एट अल., 2013) शामिल हैं।

प्रशिक्षित पशुओं में से आधे का इलाज HDAC-अवरोधक, RGFP966 (N=4; 10 mg/kg, ApexBio, cat#A8803; उप. cu. इंजेक्शन) से किया गया। , जबकि अन्य आधे को समान रूप से प्रशिक्षित किया गया था लेकिन प्रशासित वाहन समाधान (एन {{5 }}; मिलान मात्रा, उप। क्यू। इंजेक्शन; चित्र 1 ए)। मस्तिष्क संग्रह के समय समूहों के बीच 2TD प्रदर्शन में कोई अंतर नहीं था (RGFP966: 61±5.0% बनाम वाहन: 71±7.0%; t(5.9166)=-1.21, p=0.272 ; वेल्च का टी-टेस्ट)। एचडीएसी अवरोधक या वाहन (बिज़ज़्ज़ाद एट अल) के पोस्ट-सेशन इंजेक्शन के एक घंटे बाद, श्रवण प्रांतस्था में अवरोधक की चरम एकाग्रता के अनुरूप एक समय बिंदु पर मस्तिष्क को तुरंत एकत्र और फ्लैश-फ्रोजन किया गया था। 2015).

यहां दिए गए निष्कर्ष श्रवण प्रांतस्था के भीतर साहचर्य सीखने की एक ट्रांसक्रिप्टोमिक प्रोफ़ाइल की पहचान करने वाले पहले व्यक्ति हैं। दो-टोन भेदभाव कार्य में सीखना सैकड़ों जीनों के प्रतिलेखन स्तर में परिवर्तन को प्रेरित करता है (ध्वनि-भोले की तुलना में) (छवि 1 बी)। एक पदानुक्रमित क्लस्टरिंग एल्गोरिदम से पता चला है कि जीन विशिष्ट रूप से अपग्रेड या डाउनरेगुलेट होते हैं, श्रवण सीखने से प्रेरित कॉर्टिकल जीन अभिव्यक्ति घटनाओं के एक जटिल नेटवर्क का खुलासा करते हैं (चित्र 2 ए)।

संवर्धन विश्लेषण (iPathwayGuideTM; प्रभाव विश्लेषण विधि) ने कोलीनर्जिकसिनैप्स (विभेदित रूप से व्यक्त जीन (डीईजी) / सभी जीन (सभी): 22/101; पी=0.004, बोनफेरोनिक सुधार) को शीर्ष जैविक मार्ग के रूप में पहचाना (तालिका 1) . यह परिणाम 1990 के दशक के अनुसंधान के अनुरूप है जो न्यूरोफिज़ियोलॉजिकल प्लास्टिसिटी और संबंधित श्रवण व्यवहार के लिए श्रवण प्रांतस्था में कोलीनर्जिक सिग्नलिंग की पर्याप्तता पर प्रकाश डालता है (फ्रोमके और मार्टिंस, 2011; वेनबर्गर, 2003; बाकिन और वेनबर्गर, 1996; किल्गार्ड और मेरज़ेनिच, 1998)। एचडीएसी-निषेध के तहत सीखने से प्रेरित प्रतिलेख स्तर या तो एक ही दिशा में बढ़ गए थे (अद्वितीय जीन प्रतिलेख स्तर में और वृद्धि या कमी आई है) (छवि 2 बी) या अकेले सीखने की तुलना में कुंद हो गए (छवि 2 सी)। इन परिस्थितियों में एक शीर्ष जैविक मार्ग न्यूरोएक्टिव लिगैंड-रिसेप्टर इंटरैक्शन (DEG/ALL: 30/194; p=0.016; तालिका 1) था जिसमें तंत्रिका सक्रियण के लिए महत्वपूर्ण प्रभावकारक शामिल थे।

एक अन्य शीर्ष मार्ग बाह्य कोशिकीय मैट्रिक्स रिसेप्टर (ईसीएम-रिसेप्टर) इंटरैक्शन था (डीईजी/एएलएल: 14/69; पी=0.04; तालिका 1)। ईसीएम के घटक कॉर्टिकल प्लास्टिसिटी और मेमोरी समेकन के लिए महत्वपूर्ण हैं (हैपेल, एट अल., 2014; बनर्जी, एट अल., 2017; एल-तब्बल, एट अल., 2021; सोनटैग, एट अल., 2015)। ये रास्ते कोलीनर्जिक सिग्नलिंग के संभावित विकल्प, शायद पूरक, प्रदान करते हैं जो श्रवण समारोह में स्थायी अनुभव-निर्भर परिवर्तनों की सुविधा प्रदान कर सकते हैं (जी, गाओ, और सुगा, 2001; लुओ और यान, 2013; मेथेरेट, 2011)। अन्य जीन जिनकी अभिव्यक्ति श्रवण सीखने के साथ बदल गई लेकिन एचडीएसी-अवरोधन के साथ आगे नहीं बढ़ी, संभवतः ध्वनि-विशिष्ट साहचर्य स्मृति के बजाय कार्य की प्रक्रियात्मक स्थितियों से संबंधित थी। उदाहरण के लिए, एपेलिन सिग्नलिंग मार्ग की पहचान की गई (DEG/ALL: 20/116; p=0.0005), जो मस्तिष्क में पानी के सेवन के होमोस्टैटिक विनियमन के लिए महत्वपूर्ण है (Hu, et al., 2021)। प्रशिक्षित चूहों के दो समूहों (एचडीएसी निषेध के साथ या उसके बिना सीखने) के बीच प्रतिलेख स्तर की सीधी तुलना में बहुत कम विशिष्ट रूप से व्यक्त जीन (डीईजी) दिखाई दिए।

सबसे अधिक संभावित डीईजी (पी =0.05) की पहचान करने के लिए सराहनीय रूप से उपयोग की जाने वाली सीमा केवल एडमट्स 13, यू 6, रेक्सो 4 और केबिन 1 को अलग-अलग व्यक्त की गई थी (छवि 2 डी)। इस प्रकार, एचडीएसी-निषेध का प्रमुख प्रभाव दिखाई देता है ध्वनि-विशिष्ट स्मृति को संरक्षित करने के लिए नए अद्वितीय जीनों की भर्ती के बजाय, सामान्य परिस्थितियों में श्रवण सीखने से प्रेरित जीन की अभिव्यक्ति को नियंत्रित करें। साथ में, इन निष्कर्षों से पता चलता है कि प्रशिक्षण के आरंभ में श्रवण प्रांतस्था में बड़े पैमाने पर ट्रांसक्रिप्टोमिक परिवर्तन होते हैं क्योंकि वयस्क जानवर ध्वनि संकेतों के बीच भेदभावपूर्ण संबंधों को सीखना सीखते हैं। श्रवण कार्य को बढ़ावा देने के लिए एचडीएसी निषेध की स्थापित न्यूरोफिज़ियोलॉजिकल और व्यवहार संबंधी रिपोर्टों के साथ, ये निष्कर्ष उन जीनों को अलग करने के लिए एचडीएसी अवरोधक का उपयोग करने की रणनीति का समर्थन करते हैं जिनकी अभिव्यक्ति श्रवण स्मृति गठन की सफलता निर्धारित करती है।

जीन-लक्षित दृष्टिकोण के साथ जीनोम-वाइड अनुक्रमण को मान्य करने के लिए जैविक मार्गों में संवर्धन विश्लेषण से रुचि के कई जीन (जीओआई) का चयन किया गया था। अलग-अलग समूहों से नमूने एकत्र किए गए थे, जिन्होंने प्रशिक्षित और उपचारित जानवरों के दो समूहों को एक ही प्रारंभिक चरण में दोहराया था। मात्रात्मक वास्तविक समय पोलीमरेज़ चेनरिएक्शन (क्यूआरटी-पीसीआर) का उपयोग करके जीन अभिव्यक्ति विश्लेषण में उपयोग के लिए प्रशिक्षण समय बिंदु (यानी, तीसरे 2टीडी प्रशिक्षण सत्र के एक घंटे बाद)। प्रतिकृति समूहों में कोई 2TD प्रदर्शन अंतर नहीं था(RGFP9661: 61±5.0% बनाम RGFP9662: 67±6.0%; t(8.441)=-0.834, p {{20}}.4274; और वाहन1:71±6.0% बनाम वाहन2: 74±3.0%; टी(4.0809)=-0.444, पी {{ 34}}.6796; वेल्च का टी-टेस्ट)।

पहला भारत सरकार Egr1 था, जो एक अच्छी तरह से अध्ययन किया गया, गतिविधि-निर्भर "तत्काल-प्रारंभिक जीन" है जो सीखने के पहले घंटों के भीतर चरम पर पहुंच जाता है और स्मृति निर्माण के लिए महत्वपूर्ण है (डुक्लोट और कब्बाज, 2017)। यह एक अधिगम-प्रेरित जीन था जिसकी पुष्टि की गई बढ़ी हुई अभिव्यक्ति थी जिसे इसी तरह जीन-लक्षित अध्ययन में जानवरों के एक अलग समूह में एचडीएसी-निषेध के साथ बढ़ाया गया था (चित्र 3)। यही बात Per2 के लिए भी सच थी, जो मस्तिष्क में सर्कैडियन लय और सेरोटोनिनर्जिक मार्गों के नियमन में शामिल एक जीन है (Bae, et al., 2001; Albrecht, et al., 2001; Cuesta, et al., 2009; Reh, et al. ,2020). Per2 "क्लॉक जीन" परिवार का हिस्सा है जिसे अन्य मस्तिष्क क्षेत्रों (क्वापिस, एट अल., 2018) में एचडीएसी मॉड्यूलेशन से जोड़ा गया है और श्रवण कार्य में भी इसकी भूमिका हो सकती है (रेह एट अल.,2020)। इसके विपरीत, कुछ भारत सरकार द्वारा पहचाने गए जीनोम-व्यापी की केवल आंशिक रूप से पुष्टि की गई थी।

Chrna7 डायनेमिक निकोटिनिक एसिटाइलकोलाइन रिसेप्टर (nAChR) की एक सबयूनिट को एन्कोड करता है, जिसे न्यूरोफिज़ियोलॉजिकल साक्ष्य (टेकेसियन, एटल, 2018; कुचिभोटला, एट अल, 2017) के अनुरूप, श्रवण सीखने के साथ अनियमित पाया गया था। इस प्रकार, हमें उम्मीद थी कि जीन-लक्षित अध्ययन सभी 2TD-प्रशिक्षित जानवरों में Chrna7 डाउन-रेगुलेशन की पुष्टि करेगा, लेकिन डाउन-रेगुलेशन केवल वाहन-उपचारित जानवरों में स्पष्ट था, जिन्होंने HDAC अवरोध के बिना 2TD सीखा था। अतिरिक्त चयनित GOIs Nr4a अनाथ परमाणु रिसेप्टर परिवार, Nr4a1 और Nr4a2 से थे, जो तत्काल जीन हैं जो अन्य मस्तिष्क क्षेत्रों में RGFP966 के चयनात्मक HDAC लक्ष्य के डाउनस्ट्रीम प्रभावों को फैलाने के लिए आवश्यक बताए गए हैं (मैकक्वाउन एट अल।, 2011; क्वापिस, एट अल)। ., 2019).

Nr4a परिवार जीनअभिव्यक्ति (McNulty, et al., 2012) में कार्य-निर्भर क्षेत्रीय अंतरों की पूर्व रिपोर्टों के अनुरूप, श्रवण सीखने के बाद श्रवण प्रांतस्था में Nr4a1 को नहीं बल्कि Nr4a2 को विनियमित किया गया था। अन्य DEGs, Htr1a या एडम्ट्स13 की जीन-लक्षित अध्ययन द्वारा पुष्टि नहीं की गई, संभवतः हमारे कस्टम-डिज़ाइन किए गए जीन-लक्षित जांच द्वारा पता नहीं लगाए गए ज्ञात ट्रांसक्रिप्ट वेरिएंट में अंतर के कारण, या टाइप I त्रुटि के कारण, या जानवरों के प्रशिक्षित समूहों के बीच सूक्ष्म व्यवहारिक अंतर के कारण। 2TD प्रदर्शन माप में पता नहीं चला। हमने Lynx1 की भी जांच की, जो संवेदी प्रांतस्था (मोरिशिटा एट अल., 2010) में "महत्वपूर्ण अवधि" जैसी प्लास्टिसिटी को फिर से खोलने के कार्य का एक लंबा इतिहास वाला जीन है, जो संभवतः कोलीनर्जिक और सेरोटोनर्जिकमॉड्यूलेशन (टेकेसियन, एट अल) पर इसकी कार्रवाई के कारण होता है। , 2018). हालाँकि, पूर्व जीनोम-वाइड रिपोर्टों के अनुरूप, जो इसका पता लगाने में विफल रही (कलिश, एट अल।, 2020), इसका न तो हमारे RNAseq डेटासेट में पता चला और न ही जीन-लक्षित अध्ययन में।

यद्यपि यह निर्धारित करना एक चुनौती बनी हुई है कि क्या विसंगतियों को जानवरों के बीच वास्तविक जैविक या व्यक्तिगत परिवर्तनशीलता द्वारा समझाया जा सकता है, या कम बहुतायत या सेल-प्रकार विशिष्ट व्यक्त प्रतिलेखों के साथ तकनीकी परिवर्तनशीलता के कारण, हम कुछ भारत सरकार के लिए असाधारण रूप से लगातार परिणाम रिपोर्ट करते हैं। चूँकि Chrna7, Egr1, और Per2 की सीखने-प्रेरित अभिव्यक्ति जीन-लक्षित और जीनोम-व्यापी दृष्टिकोणों और प्रशिक्षित जानवरों के विभिन्न समूहों के बीच सुसंगत है, यह इस कारण से है कि ये जीन स्थायी परिवर्तनों के लिए सबसे मौलिक खिलाड़ी हो सकते हैं। श्रवण कार्य और स्मृति और अब भविष्य की जांच के लिए प्रमुख हैं।

एक साथ विचार करने पर, निष्कर्ष वयस्क श्रवण प्रांतस्था में एक गतिशील ट्रांसक्रिप्शनल परिदृश्य को प्रकट करते हैं जो न्यूरोफिज़ियोलॉजी और व्यवहार में उभरते श्रवण कार्य का समर्थन कर सकता है। संवेदी प्रणाली फ़ंक्शन पर एपिजेनेटिक नियंत्रण के बढ़ते सबूत (सीएफ, शांग और बिस्ज़्ज़ाद, 2022) को देखते हुए, इस पर विचार करना रोमांचक है श्रवण कॉर्टिकल सर्किट की अनुभव-निर्भर प्लास्टिसिटी के साथ स्थिरता को संतुलित करने में एपिजेनेटिक तंत्र कैसे भूमिका निभाते हैं। उदाहरण के लिए, वर्तमान जीनोम-वाइड डेटासेट ने एप्रेसिव हिस्टोन डीएसेटाइलेज़, एचडीएसी9 की अभिव्यक्ति में सीखने से प्रेरित कमी की भी पहचान की, जो एचडीएसी निषेध के साथ अनुपस्थित थी।

सीखने-प्रेरित प्रतिलेखन को बढ़ावा देने के लिए कम HDAC9 अभिव्यक्ति के प्रभाव की तुलना औषधीय रूप से अवरोधक HDACs के प्रभाव से करना आकर्षक है। एपिजेनेटिक नियामकों का एक अन्य महत्वपूर्ण वर्ग हिस्टोन के बजाय डीएनए को बदलता है। उदाहरण टेट1 और गैड45बी हैं जो दोनों डीएनए मिथाइलेशन (बेराक्टार और क्रेउट्ज़, 2018) को प्रभावित करते हैं और एचडीएसी निषेध के तहत क्रमशः सीखने के साथ डाउन और अप-विनियमित पाए गए। इसके अलावा, माइक्रोआरएनए का एक वर्ग एचडीएसी-निषेध (तालिका 1 देखें) के साथ सीखने से प्रेरित शीर्ष जैविक मार्ग के रूप में दिखाई दिया, जिसने तंत्रिका ट्रांसक्रिप्शनल नियंत्रण (साब और मैनसुय, 2014) के प्रमुख एपिगेनेटिक नियामकों के रूप में क्षेत्र में कर्षण प्राप्त किया है। एपिजेनेटिक खिलाड़ियों और व्यक्त जीन के प्रोटीन उत्पादों के बीच उच्च-क्रम की आणविक बातचीत भी होने की संभावना है। उदाहरण के लिए, पहचाने गए अप-विनियमित Egr1 डाउनस्ट्रीम जीन को सक्रिय करने के लिए दमनकारी मेथिलिकरण चिह्नों को हटाने के लिए Tet1 की भर्ती कर सकते हैं (सन, एट अल.,2019)। सीखने के दौरान श्रवण प्रणाली में एपिजेनेटिक नियामकों के बीच बातचीत के महत्व को समझने के लिए आगे आणविक अध्ययन की आवश्यकता होगी। इसके अलावा, यह रिपोर्ट चुनिंदा श्रवण कॉर्टिकल जीन और उनके डाउनस्ट्रीम प्रभावकों के बीच संबंध स्थापित करने का तत्काल अवसर प्रस्तुत करती है।

इन जीनों और अणुओं के बीच ध्वनि-उत्सर्जित न्यूरोफिज़ियोलॉजिकल घटनाओं पर उनके प्रभाव के अंतर को पाटना यह समझने के लिए आवश्यक है कि वयस्क श्रवण प्रणाली व्यवहार को बदलने के लिए अनुभव के साथ कैसे अनुकूलन करती है। वास्तव में, व्यवहारिक कार्य में दीर्घकालिक परिवर्तनों के लिए डे नोवो ट्रांसक्रिप्ट का अनुवाद आवश्यक है क्योंकि वे सेलुलर फ़ंक्शन में स्थायी परिवर्तन उत्पन्न करते हैं। उदाहरण के लिए, सीखने से प्रेरित ट्रांसक्रिप्शनल प्रक्रियाओं के प्रमुख लक्ष्य प्रभावक ध्वनि को निर्धारित करने वाले सर्किट के भीतर चैनल या रिसेप्टर्स (मेथेरेट, इंट्सकिरवेली, और कावई, 2012; ब्राउन और काकज़मरेक, 2011; हेंटन, झाओ, और त्ज़ोनोपोलोस, 2023) की उपलब्धता को बदल सकते हैं- श्रवण प्रणाली में दहलीज, जवाबदेही और ग्रहणशील क्षेत्र वास्तुकला को विकसित किया। यह मानना ​​उचित है कि विभिन्न श्रवण कार्य विशेष सेलुलर कार्यों के लिए प्रासंगिक जैविक मार्गों के लिए अद्वितीय जीन नेटवर्क की भर्ती करेंगे जो कार्य-प्रासंगिक ध्वनि सुविधा या कार्य संरचना के लिए सीखने का समर्थन करेंगे।

कुल मिलाकर, यह रिपोर्ट सीखने, वयस्क और श्रवण प्रांतस्था से आरएनएसेक डेटासेट उपलब्ध कराने के लिए शुरुआती बिंदु के रूप में कार्य करती है (डेटा रिपोजिटरी देखें)। वयस्क श्रवण प्रांतस्था में आणविक आनुवंशिक प्रक्रियाओं पर ध्यान केंद्रित करने वाले अध्ययनों की गंभीर कमी के कारण बढ़े हुए ज्ञान अंतर को कम करने का प्रयास अब स्वागत योग्य है। हम बल्क आरएनए-अनुक्रमण के स्थानिक-अस्थायी सीमाओं से परे अध्ययन को प्रोत्साहित करते हैं, जिसकी संवेदनशीलता तकनीकी रूप से पढ़ने की गहराई (ली एंड वांग, 2021) द्वारा भी सीमित है, खासकर जब से आधुनिक ओमिक्स प्रौद्योगिकियां तेजी से विकसित और सुधार कर रही हैं।

जबकि श्रवण प्रांतस्था में अनुसंधान ने आणविक आनुवंशिकी में कुछ प्रारंभिक प्रगति की है, जिसमें आवश्यक आणविक कैस्केड (स्किकनिक, एट अल।, 2008), अनुमेय आईईजी प्रोफाइल (मेलो, वेल्हो, और पिनॉड, 2006; डी होज़, एट अल।, 2018) की पहचान की गई है। ; पीटर, एट अल., 2011) और यहां तक ​​कि क्रोमैटिनडायनामिक्स (पीटर, एट अल., 2021), श्रवण परिधि में मिसाल है जहां ट्रांसक्रिप्शनडायनामिक्स का खूबसूरती से अध्ययन किया जाता है (क्वान, 2016; बार्टा, एट अल., 2018; ली, एट) अन्य, 2020; एबेद, और अन्य, 2017)। एकल-कोशिका आरएनए अनुक्रमण (आरएनए-सेक) और स्वस्थानी संकरण (एसएमफिश) में छोटे अणु फ्लोरोसेंट जैसे मौजूदा आणविक उपकरण श्रवण कॉर्टिकल कोशिकाओं और सर्किट के भीतर अनुभव-निर्भर सेल-टू-सेल भिन्नता और आणविक इंटरैक्शन में अंतर्दृष्टि प्रदान करने के लिए उपयोगी होंगे। बल्क आरएनएसेक के विपरीत, ये विधियां श्रवण प्रांतस्था में गहन सेलुलर विविधता और उच्च-क्रम संगठन का सम्मान करती हैं, जैसे कि इसकी परत-विशिष्ट माइक्रोक्रिकिट्री और लेम्निस्कल स्थलाकृति।
केवल हाल ही में सक्रिय श्रवण कॉर्टिकल कोशिकाओं (चो, हुआंग, और ग्रे, 2016) से टैग और अनुक्रम प्रतिलेखों के लिए चतुर दृष्टिकोण सबसे कार्यात्मक रूप से प्रासंगिक सेल प्रकारों और आबादी से जीन के सबसे कार्यात्मक रूप से प्रासंगिक सेट प्राप्त करने के लिए संवेदनशीलता को काफी बढ़ा सकते हैं। इसी तरह के दृष्टिकोण का उपयोग कॉर्टेक्स में गतिविधि-निर्भर क्षेत्रीय ट्रांसक्रिप्टोमिक प्रोफाइल को पकड़ने और तुलना करने के लिए उप-कोर्टिकल रूप से भी किया जा सकता है, जो अलग-अलग सुनने की स्थितियों या व्यवहार संबंधी मांगों के तहत श्रवण प्रणाली के उप-कोर्टिकल फ़ंक्शन के साथ कॉर्टिकल के अविश्वसनीय एकीकरण का सम्मान करता है। वयस्क मस्तिष्क में श्रवण सीखने के अंतर्निहित आनुवंशिक और आणविक तंत्र में सेलुलर और क्षेत्रीय भेदों को पूरी तरह से चिह्नित करना साइट-चयनात्मक और अणु-लक्षित सटीक चिकित्सीय विकसित करने के लिए सर्वोपरि है जो जीवन भर विशिष्ट श्रवण और श्रवण क्षमताओं का समर्थन करने के लिए मजबूत और लगातार कार्यात्मक परिवर्तन सक्षम करता है।

तरीकों

विषय: व्यवहारिक और आणविक प्रयोगों में कुल 24 वयस्क नर स्प्रैग-डावले चूहों (आगमन पर 250 - 300 ग्राम; चार्ल्स रिवरलेबोरेटरीज, विलमिंगटन, एमए) का उपयोग किया गया था। सभी जानवरों को अलग-अलग तापमान-नियंत्रित (24 डिग्री सेल्सियस) कॉलोनी के कमरे में {{6} घंटे की रोशनी/अंधेरे चक्र पर रखा गया था। व्यवहारिक प्रशिक्षण से पहले विषयों को भोजन और पानी तक बिना शर्त पहुंच प्राप्त थी। सभी प्रक्रियाओं को रटगर्स, स्टेट यूनिवर्सिटी ऑफ़ न्यू जर्सी (प्रोटोकॉल नंबर:999900026 (केएमबी)) में संस्थागत पशु देखभाल और उपयोग समिति (आईएसीयूसी) द्वारा दिशानिर्देशों के अनुसार अनुमोदित और संचालित किया गया था।

व्यवहार उपकरण और ध्वनि उत्तेजनाएँ: सभी व्यवहार सत्र एक ध्वनि-क्षीण बॉक्स के भीतर दो समान वाद्य कंडीशनिंग कक्षों (एच {{{{10 }}}} टीसी-एनएसएफ; कूलबोर्न इंस्ट्रूमेंट्स, हॉलिस्टन, एमए) में आयोजित किए गए थे। दोनों कक्षों में समान प्रदर्शन सुनिश्चित करने के लिए दैनिक प्रशिक्षण सत्रों को संतुलित किया गया। प्रत्येक कक्ष (12" डब्ल्यू x 10" डी x 12" एच; तार जाल फर्श पर एक प्रतिक्रिया लीवर (एच 21-03 आर), हाउस लाइट (एच 11-01 आर), एक स्पीकर (एच {) लगाया गया था {8}}आर), और एक जल वितरण प्रणाली (एच14-05आर)। प्रशिक्षण चरणों के दौरान, जानवर प्रतिक्रिया लीवर ("बारप्रेस") को दबा सकते हैं, जिससे पानी के कप की प्रस्तुति शुरू हो गई (~0.02सीसी) रिवॉर्ड पोर्ट (1.25"W x 1.625" H) में। पानी के कप की प्रस्तुतियों को ट्रिगर करने के लिए जानवर की बार प्रेस प्रतिक्रिया को आकार देने के लिए प्रारंभिक सत्र के दौरान एक हैंड स्विच (H21-01) का उपयोग किया गया था, जिससे पानी के कप तक पहुंच की अनुमति मिल सके। वॉटररिवार्ड। ऑफ़लाइन विश्लेषण के लिए ग्राफिक स्टेट 4 सॉफ़्टवेयर (कूलबर्नइंस्ट्रूमेंट्स, हॉलिस्टन एमए) का उपयोग करके व्यवहारिक प्रतिक्रियाएं दर्ज की गईं।

सभी श्रवण उत्तेजनाएं टकर-डेविस टेक्नोलॉजीज (टीडीटी, अलाचुआ, एफएल) और आरपीवीडीएसईएक्स सॉफ्टवेयर का उपयोग करके उत्पन्न की गईं, और ऑपरेंट चैंबर की दीवार पर लगे स्पीकर के माध्यम से प्रस्तुत की गईं। व्हाइटनोइज़ (प्रक्रियात्मक प्रशिक्षण के दौरान; चित्र 1 ए) को 7 या 9 सेकेंड (75 डीबी एसपीएल) की अवधि के लिए प्रस्तुत किया गया था। शुद्ध स्वर (दो-टोन भेदभाव प्रशिक्षण के दौरान; चित्र 1 ए) हमेशा 8 सेकेंड (70 डीबी एसपीएल) के लिए प्रस्तुत किए गए थे। डिजिटल ध्वनि मीटर (लार्सन डेविससाउंडट्रैक LxT1) का उपयोग करके ध्वनि स्तर को दैनिक रूप से कैलिब्रेट किया गया।

एचडीएसी3 का व्यवहारिक प्रशिक्षण और औषधीय निषेध: विवेरियम के आदी होने के एक दिन बाद, चूहों को कम से कम 3 दिनों तक रोजाना संभाला जाता था। व्यवहारिक प्रशिक्षण की शुरुआत से पहले, चूहों को प्रतिबंधित पानी के शेड्यूल पर रखा गया था जब तक कि वे उम्र-मिलान वाले नियंत्रण जानवरों के गैर-प्रतिबंधित वजन के 85% तक नहीं पहुंच गए। पानी-प्रतिबंधित चूहों को पानी के पुरस्कारों के लिए बारप्रेस करने के लिए ध्वनि-क्षीण कक्षों के अंदर आकार दिया गया (चित्र 1 ए)। बार्प्रेस को आकार देने और उसके बाद ध्वनि प्रशिक्षण को पहले वर्णित किया गया था (शांग, बाइलिपुडी, और बिस्ज़्ज़ाद, 2019)। संक्षेप में, सभी जानवरों को 5 दिनों में बारप्रेस को आकार दिया गया और फिर ध्वनि के लिए बार-प्रेस करना सीखने के लिए एक प्रक्रियात्मक कार्य में प्रशिक्षित किया गया, जो इस चरण में है पानी का इनाम प्राप्त करने के लिए एक ब्रॉड-बैंड गॉसियन शोर उत्तेजना ({{11%).5 किलोहर्ट्ज़ बैंड-पास फ़िल्टर्ड सफेद शोर; 75 डीबी एसपीएल) था। प्रशिक्षण के अगले चरण को जारी रखने से पहले सभी जानवरों ने सफलतापूर्वक इस ध्वनि को इनाम के साथ जोड़ना सीख लिया। प्रक्रियात्मक प्रशिक्षण ने व्यक्तिगत परिवर्तनशीलता दिखाई कि जानवर कितनी जल्दी कार्य को उच्च स्तर के प्रदर्शन तक सीख सकते हैं। फिर भी, सभी जानवर औसतन 12.67 दिनों के बाद लगातार दो दिनों तक 90% से अधिक या उसके बराबर प्रदर्शन स्तर प्राप्त करने में सक्षम थे (मतलब=92.85%, सेम =0.01%) ( एसडी=2.85 दिन)। प्रदर्शन की गणना 100% का उपयोग करके की गई थी।

प्रशिक्षण का अगला चरण दो-टोन भेदभाव (2TD) कार्य (छवि 1 ए) था, जिसमें चूहों को दो वर्णक्रमीय रूप से अलग ध्वनि आवृत्तियों के बीच भेदभाव करने के लिए प्रशिक्षित किया गया था। एस+ टोन (5.{{5%) किलोहर्ट्ज़; 70 डीबी एसपीएल) पर बारप्रेस करने पर पानी का इनाम मिलेगा, जबकि बार को स्टोन (11.5 किलोहर्ट्ज़; 70 डीबी एसपीएल) पर दबाने पर एक त्रुटि संकेत (फ्लैशिंग हाउस) प्राप्त होगा प्रकाश) और एक "टाइम-आउट" (अगले परीक्षण की शुरुआत के लिए अतिरिक्त 6 सेकंड की प्रतीक्षा करें)। एस+ और एस- एस-परीक्षण यादृच्छिक थे और 8 सेकेंड तक चले। अंतर-परीक्षण अंतराल (आईटीआई) औसतन 15 सेकेंड (सीमा: 5-25 सेकेंड, यादृच्छिक) थे। एक मूक आईटीआई के दौरान बार्प्रेस अप्रासंगिक थे (कोई टाइम-आउट नहीं, कोई त्रुटि संकेत नहीं, न ही पानी का इनाम)। दैनिक सत्र 45 मिनट लंबे थे। सभी जानवरों ने लगातार तीन दिनों तक 2TD कार्य किया। चूहों को एक प्रशिक्षित पर्यवेक्षक द्वारा जोड़ा गया था ताकि प्रक्रियात्मक कार्य प्राप्त करने की समान दर वाले जानवरों को 2TD चरण में विभिन्न उपचार की स्थिति सौंपी गई थी। प्रदर्शन-मिलान वाले जोड़े को प्रत्येक के तुरंत बाद फार्माकोलॉजिकल क्लास I HDAC3 अवरोधक RGFP966 (Abcam Inc., ab144819; 10 mg/kg;sc; N=12) या वाहन समाधान (N=9) के प्रणालीगत इंजेक्शन प्राप्त हुए। 2टीडी सत्र. 2TD कार्य के प्रदर्शन की गणना पहले बताए अनुसार की गई थी: 100% (शांग, बाइलिपुडी, और बिज़्ज़ज़ाद, 20)।

.आरएनए का ऊतक संग्रह और अलगाव: 2टीडी के तीसरे सत्र के बाद जानवरों को आरजीएफपी966 का तीसरा और अंतिम इंजेक्शन मिलने के एक घंटे बाद, मस्तिष्क को जल्दी से विच्छेदित किया गया और सूखी बर्फ पर रखे गए 2-मिथाइलब्यूटेन के बीकर में फ्लैशफ्रोजन किया गया। फ्लैश-फ्रोज़न मस्तिष्क को भविष्य में प्रसंस्करण तक -80˚ C पर संग्रहित किया गया। क्रायोसेक्शनिंग के लिए मस्तिष्क को तैयार करने के लिए, मस्तिष्क को इष्टतम काटने वाले तापमान यौगिक (ओसीटी) में लपेटा गया और 12-24 घंटों के लिए -20˚ C पर संग्रहीत किया गया ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि मस्तिष्क के ऊतक काटने के लिए -20˚ C तक पहुंच सकें। फिर OCT में बंद दिमागों को 250 µm की मोटाई में एक क्रायोस्टेट (Leica CM 3050S) में क्षैतिज रूप से काटा जाएगा। 1 मिमी राउंडटिशू माइक्रो पंच का उपयोग करके, आरएनए निष्कर्षण के लिए प्रत्येक गोलार्ध से 2 मिमी3 श्रवण कॉर्टिकल ऊतक (प्रति मस्तिष्क क्षेत्र में कुल 4 मिमी3 के लिए एक नमूने में संयुक्त) का नमूना लिया गया था। श्रवण कॉर्टेक्सलोकेशन की पहचान एक संदर्भ के रूप में पैक्सिनो और वॉटसन के द रैट ब्रेन इन स्टीरियोटैक्सिक कोऑर्डिनेट्स (छठे संस्करण) का उपयोग करके की गई थी (लगभग ए/पी=-3.6 से -5.8 मिमी, एम/एल {{20} } ±6.4 मिमी डी/वी=-4.2 से -5.8 मिमी; और हिप्पोकैम्पस को एक मील का पत्थर के रूप में उपयोग करना

प्रत्येक नमूने से कुल आरएनए को निर्माता के प्रोटोकॉल का उपयोग करके PureLinkTM RNA मिनी किट (थर्मोफिशर) का उपयोग करके अलग किया गया था। फिर RNA नमूनों को RNA Clean andConcentratorTM -25 किट (ज़ाइमो रिसर्च) से शुद्ध किया गया।

Gene expression analysis, Gene Ontology (GO) biological process analysis, and gene set enrichment analysis (GSEA): RNA-seq analysis was conducted by the Iowa Institute of Human Genetics (IIHG; Iowa City, IA, USA). Briefly, using 500 ng total RNA (all RIN values >8), निर्माता के अनुशंसित प्रोटोकॉल के अनुसार इलुमिना ट्रूसेक® स्ट्रैंडेड एमआरएनए लाइब्रेरी प्रीपकिट का उपयोग करके अनुक्रमण लाइब्रेरी तैयार की गई थी। पुस्तकालयों को एकत्रित किया गया और 100 बीपी युग्मित-अंत एसबीएसकेमिस्ट्री चलाने वाले इलुमिना नोवासेक 6 {{13} {{15} 0 पर अनुक्रमण किया गया। रीड्स को मुख्य रूप से आयोवा विश्वविद्यालय में आर्गन एचपी रिसोर्स पर चलने वाले हार्वर्ड चैन बायोइंफॉर्मेटिक्स (v.1.2.4) में विकसित 'bcbio-nextgen.py' ओपन-सोर्स इंफॉर्मेटिक्स पाइपलाइन के साथ संसाधित किया गया था। इस पाइपलाइन में पठन गुणवत्ता नियंत्रण, पठन संरेखण और परिमाणीकरण के लिए 'सर्वोत्तम अभ्यास' दृष्टिकोण शामिल हैं। 'bcbio-nextgen.py' पाइपलाइन को चयनित जीनोम बिल्ड के रूप में 'rn6' कुंजी के साथ "RNA-seq" मोड में चलाया गया था (आंतरिक रूप से Ensembl असेंबली और जीनबिल्ड 'Rnor_6.0' को संदर्भित करता है)। संरेखित पाइपलाइन स्प्लिस-अवेयर, अल्ट्रा-रैपिड हिसैट2 एलाइनर (2.2.1) का उपयोग करके Rnor_6.0जीनोम को पढ़ती है और समवर्ती रूप से 'सैल्मन' (1.4.0) एलाइनर का उपयोग करके ट्रांसक्रिप्टोम को मात्राबद्ध करती है। क्वालिमैप (2.2.2), एक कम्प्यूटेशनल उपकरण जो एचआईएसएटी2 बीएएम संरेखण फ़ाइलों की जांच करता है, का उपयोग गुणवत्ता नियंत्रण के लिए पढ़े गए डेटा की जांच करने के लिए किया गया था। अनुक्रम गुणवत्ता स्कोर बुनियादी जांच में उत्तीर्ण हुए और अनुक्रम दोहराव दरें स्वीकार्य मापदंडों के भीतर थीं। विदेशी क्षेत्रों में पढ़ने के संरेखण के लिए सभी नमूनों ने क्यूसी पास कर लिया। सैल्मन-व्युत्पन्न प्रतिलेख मात्रा (टीपीएम या "प्रति मिलियन प्रतिलेख") को आयात किया गया और आरस्टूडियो में tximport (1.12.3) का उपयोग करके जीन स्तर पर अनुमानित गिनती में सारांशित किया गया, जैसा कि सर्वोत्तम में वर्णित है- अभ्यास DESeq2 विगनेट(https://bioconductor.org/packages/release/bioc/vignettes/DESeq2/inst/doc/DESeq2.html)।

अनुशंसित प्रक्रिया के अनुसार, सभी नमूनों में 5 से कम अनुमानित गणना वाले जीन को डाउनस्ट्रीम विश्लेषण से पूर्व-फ़िल्टर किया गया था। अनुमानित जीन-स्तर गणना पर DESeq2 (v.1.24.0) के साथ विभेदक जीन अभिव्यक्ति विश्लेषण आयोजित किया गया था। 5% की एफडीआर और एक्स< abs(logFC) < 10 was set as a cutoff for differential expression (DEGs). Heatmaps, line graphs, and volcano plots were generated using clusterProfiler packages in R/Bioconductor. Gene level, pathway, and DEG analyses were generated using iPathwayGuide (Advaita Bioinformatics, https://www.advaitabio.com/ipathwayguide; last accessed November 15, 2022). iPathwayGuide scores pathways using the Impact Analysis method (Draghici et al., 2007); Tarca et al., 2009, Khatri et al., 2007). The underlying pathway topologies, comprised of genes and their directional interactions, are obtained from the KEGG database (Kanehisa et al., 2000; Kanehisa et al., 2010; Kanehisa et al., 2012; Kanehisa et al., 2014).

क्यूआरटी-पीसीआर के साथ आरएनए-सीक्यू डेटा सत्यापन: आरएनए-सीक्यू डेटा को चूहों के अलग-अलग समूहों से निकाले गए एमआरएनए पर क्यूआरटी-पीसीआर द्वारा मान्य किया गया था। बेसलाइन पर प्रत्येक क्षेत्र में समृद्ध पाए गए उपन्यास डीईजी की सूची से पांच प्रतिलेख चुने गए थे। तीन जीन श्रवण कॉर्टिकल फिजियोलॉजिकल और व्यवहारिक साहित्य के आधार पर परिकल्पना-संचालित थे, जबकि अन्य तीन जीन ड्रग और वाहन समूहों के बीच तुलना में जीन स्तर और डीईजी विश्लेषण से पहचाने गए उपन्यास जीन थे। सभी प्राइमर अनुक्रमों को या तो चूहों में मस्तिष्क के ऊतकों पर पिछले साहित्य से चुना गया था (नीचे दी गई तालिका में दिए गए अनुक्रम) या एनसीबीआई प्राइमर ब्लास्ट का उपयोग करके डिज़ाइन किया गया था और पिघल-वक्र और पीसीआर एम्प्लिकॉन उत्पाद अनुक्रमण का आकलन करके लक्ष्य विशिष्टता को मान्य किया गया था। QRT-पीसीआर विश्लेषण SsoAdvancedTMUniversal SYBR ग्रीन सुपरमिक्स (बायो-रेड) के साथ क्वांटस्टूडियो 3 (एप्लाइड बायोसिस्टम्स) में किया गया था। प्रत्येक नमूने के लिए, iScriptTM cDNA सिंथेसिस किट (बायो-रेड) का उपयोग करके 500 एनजी सीडीएनए को प्रवर्धित किया गया था।

स्वीकृतियाँ

लेखक व्यवहार प्रक्रियाओं और विश्लेषण में उनकी सहायता के लिए डॉ. एंड्रिया शांग, सीन त्सौर और सोराज़ बाइलिपुडी को धन्यवाद देना चाहेंगे; डॉ. मिमी एल. फ़ान को आरएनएएक्सट्रैक्शन और नमूना संग्रह प्रोटोकॉल में सहायता के लिए; आरएनए नमूना शुद्धिकरण विश्लेषण में सहायता के लिए डॉ. ट्रॉय ए. रोप्के, अली यासरेबी, और क्रिस्टोफर ओ'ब्रायन; और तकनीकी सहायता के लिए अलीसा रे। हम सभी वर्तमान और पूर्व सीएलईएफ लैब कर्मियों को उनकी सहायता और समर्थन के लिए धन्यवाद देना चाहते हैं।

इस कार्य को राष्ट्रीय स्वास्थ्य संस्थान, राष्ट्रीय बहरापन और संचार विकार संस्थान [आर01-DC014753 से KMB] द्वारा समर्थित किया गया था; रटगर्स विश्वविद्यालय में कला और विज्ञान स्कूल; स्नातक अनुसंधान के लिए छोटी अनुदान निधि के साथ रटगर्स विश्वविद्यालय में एरेस्टी फाउंडेशन; और स्नातक अनुसंधान के लिए छोटी अनुदान राशि के साथ रटगर्स विश्वविद्यालय में प्रोजेक्ट सुपर कार्यक्रम।

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Reference:1950477648n@gmail.com