Gentechnisch hergestellte Proteine, die möglicherweise vielversprechende neue tool für die Zuordnung von Gehirn-Zell-Aktivität

NIH-finanzierte Wissenschaftler zeigen neue gentechnisch hergestellte Proteine, die wichtig sein können-tool für das President ‚ s BRAIN Initiative

Wissenschaftler mit Fruchtfliegen zeigen zum ersten mal, dass eine neue Klasse von gentechnisch veränderten Proteine können verwendet werden, um zu sehen Nervenzelle elektrische Aktivität in lebenden Gehirnen. Die Ergebnisse, veröffentlicht in der Zelle, schlagen diese Proteine möglicherweise eine viel versprechende neue tool für die Zuordnung von Gehirn-Zell-Aktivität in mehrere Tiere und für das Studium, wie neurologische Erkrankungen stören die normale Nerven-Zell-Signalisierung. Verständnis Gehirn-Zell-Aktivität ist eine der obersten Prioritäten des Präsidenten Brain Research through Advancing Innovative Neurotechnologies (BRAIN) Initiative.

Gehirn-Zellen mit Strom zu Steuern, Gedanken, Bewegungen und Sinne. Seit dem späten neunzehnten Jahrhundert, als Dr. Luigi Galvani induzierte Froschschenkel zu bewegen, mit Elektro-Schocks haben die Wissenschaftler versuchen zu beobachten Nervenzelle Strom zu verstehen, wie es ist eingebunden in diese Aktionen. In der Regel werden Sie direkt monitor Strom mit mühsam Elektroden oder toxische Spannungs-sensitive Farbstoffe oder indirekt mit Kalzium-Detektoren. Diese Studie, geführt von Michael Nitabach, Ph. D., J. D., und Vincent Pieribone, Ph. D., an der Yale School of Medicine, New Haven, CT, zeigt, dass eine Klasse von Proteinen, die sogenannten genetisch kodierten fluoreszierenden Spannung Indikatoren (GEVIs), kann es den Forschern erlauben, zu beobachten, Nervenzelle, die Elektrizität in ein lebendes Tier.

Dr. Pieribone und seine Kollegen entwickelt, ArcLight, das protein in dieser Studie verwendet. ArcLight fluoresziert oder leuchtet, wie eine Nervenzelle Spannung ändert sich und erlaubt Forschern, um zu sehen, in Echtzeit, die Zelle, wird die elektrische Aktivität. In dieser Studie, Dr. Nitabach und seine Kollegen entwickelt, Fruchtfliegen, um auszudrücken, ArcLight in Zellen des Gehirns, die Steuern, die Fliegen, die Schlaf-Zyklus-oder Geruchssinn. Erste Experimente, bei denen die Forscher gleichzeitig beobachtete Gehirn Zelle Strom mit einem Mikroskop aufgezeichnet und Spannung mit Elektroden zeigten, dass die ArcLight können genau überwachen, Strom in das lebende Gehirn. Weitere Experimente zeigten, dass ArcLight beleuchtete Strom in teilen des Gehirns, die vorher unzugänglich mit anderen Techniken. Schließlich, ArcLight erlaubt dem Forscher zu beobachten, Gehirn-Zellen Funken und Feuer, während die Fliegen Erwachen und riechen. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass in der Zukunft als Neurowissenschaftler kann in der Lage sein zu verwenden, ArcLight und ähnliche GEVIs in einer Vielzahl von Möglichkeiten, um anzeigen Gehirnzellen-Kreislauf-Aktivität in normalen und Krankheitszuständen.

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