研究者はニューロン作業の変更にすぐに答えるカルシウムに敏感な蛋白質を作成します

Published on July 26, 2013 at 7:43 AM · No Comments

プリンストン大学の研究者は過去ディケイドの間またはそう科学者に頭脳セル通信連絡の並ぶものがない概観そして理解に与えたカルシウムに敏感な蛋白質のバージョン 「の上で」 souped 作成しました。

ジャーナル性質の通信連絡の 7 月 18 日を報告されて、プリンストンで開発される高められた蛋白質はニューロン作業の変更にニューロン作業の異なった、より速いレートに反応するためにもっとすぐに答え、カスタマイズすることができます。 ともに、これらの特性は科学者にニューロン作業のより精密な、広範囲の概観を与えます。

研究者は遺伝的に符号化されたカルシウム表示器として知られているセンサー蛋白質の普及した形式であるまたは GECIs 努めましたさまざまで自然な蛋白質の緑の蛍光蛋白質/カルモジュリン蛋白質 (GCaMP) センサー、アマルガムとして知られていた蛋白質の機能を改善するように。 血流によって頭脳に一度導入されて、 GCaMPs は白熱蛍光緑によってセル作業にかかわるさまざまなカルシウムイオンに反応します。 科学者は起こると同時に頭脳全体の神経のシグナルの経路をトレースするのにこの蛍光性を使用します。

GCaMPs および他の GECIs は神経科学に非常に貴重で、分子生物学の対応する著者サミュエル Wang、プリンストンの助教授およびプリンストンの神経科学の協会を言いました。 科学者はリアルタイムの頭脳のシグナルを観察し、小脳のそれらのような前に曖昧なニューラルネットワークに掘り下げるのにセンサーを使用しました。 GECIs は 4 月に発表される頭脳の初めの大統領にバラック・オバマ必要ですと Wang は言いました。 人間の脳のあらゆるニューロンの作業をマップする推定 $3 十億プロジェクトは頭脳の表面に接続するプローブのような従来の方法と、することができません。 「電極を搭載するそのプロジェクトを完了する可能な方法がありません従って他のツールとのそれをしなければなりません - GECIs はそれらのツールです」と彼は言いました。

しかし値にもかかわらず蛋白質はまだ脳細胞の急速な、高圧方法に遅れずについていくことに関しては限定され、さまざまな研究グループはこれらの限定を長年かけてアドレス指定するように試みましたと Wang は言いました。

「GCaMPs 神経科学への重要な貢献を今のところ作ってしまいましたが、ある限界があり、研究者はそれらの限界に突き当たています」はと Wang は言いました。

1 つの欠点は、 GCaMPs がであることです何百もの毎秒時を始動できるニューロンより第 2 遅いのの約 10 分の 1 と Wang は言いました。 蛋白質によっては脳細胞が何か他のものに (神経タームによって) ずっと前に進んだら神経のシグナルが始まった作動し、シグナルの端が後示しますと、 Wang は言いました。 第 2 現在の限定は GCaMPs が 4 つのカルシウムイオンにしか一度に結合できないことです。 セル作業の高速は GCaMPs がカルシウムの伴う突進ですぐにいっぱいになるので十分に探索することができません。

神経作用の変更がもっとすぐに見られるようにプリンストン GCaMPs はカルシウムの変更にもっとすぐに答えますと、 Wang は言いました。 センサーをさせることによってより敏感および壊れやすく - 蛋白質はカルシウムともっとすぐに結び、カルシウムが取除かれるとき光ることを止めることを離れて容易に来ます - 研究者は約 10 ミリ秒にある GCaMPs の大体 20 ミリ秒の応答時間を削りましたと、 Wang は言いました。

研究者はまた神経作用の高速がよりよく探索することができることを意味する異なったタイプのカルシウムイオン集中に敏感であるためにある特定の GCaMPs を微調整しました。 「各プローブ 1 つの範囲に敏感または別のものですが、私達がそれらをまとめるとき彼らは良い聖歌隊を作ります」はと Wang は言いました。

研究者はまた既存のセンサーの第 3 限定を提起するカルシウム集中が高いと明らかにしました、発生する GCaMPs の 「ネック」の位置を働きますと、 Wang は言いました。 「そのびんの首がどこにあるか私達が確認するので、私達は私達がそれを回避するように」と蛋白質の次世代を設計してもいいことを考えます Wang は言いました。 「私達は私達がそのネックを開発すれば、私達 1 ミリ秒の神経のシグナルに」。答えるプローブを得てもいいです考えます

開発された GCaMP 機能の他の領域を改善するためにプリンストンの研究者が他の実験室の作業と組み合わせることができるより速い蛋白質と Wang 言いました。 例えば、ハワード・ヒューズの医学の協会からの研究グループは 7 月 17 日実際のところより明るい蛍光性の GCaMP を開発したこと報告しました。 既存のセンサーのそのような改善は調査に次第に頭脳の多くを開発し、理解は、プリンストンの研究者がはえおよび哺乳類の頭脳にやがて彼らのセンサーを導入する付け加える Wang を言いました。

「レベル、私達がしたことはに一緒にですエンジンを離れて取ること、部品の上で潤滑油を差すことおよびそれを戻すことのよう。 私達は蛋白質のその時に最もよいバージョンはで、蛋白質の文字コードへの変更を行なった何と」、 Wang を言いました取りました。 「私達はします彼らの事をたくさんのニューロンの全交響曲を見たいと思い、 GCaMPs のこの等価異形暗号が私達が誰でもよりよい」。持っていることするのを助けることを考えます

ソース: プリンストン大学

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