Badacze tworzą wyczulone proteiny które odpowiadają szybko zmiany w neuron aktywności

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

Uniwersytet Princeton badacze tworzyli "souped w górę" wersj wyczulone proteiny któremu dla past dekady w ten sposób dawał naukowom bezprzykładnemu zrozumieniu komórki mózgowej komunikacja i widokowi lub.

Donoszą Lipiec 18 w czasopismo natury komunikacjach uwydatniać proteiny rozwijać przy Princeton odpowiadają szybko zmiany w neuron aktywności i mogą dostosowywający reagować, różni, szybcy tempa neuron aktywność. Wpólnie, te właściwości dać naukowom całościowemu i precyzyjnemu widokowi neuron aktywność.

Badacze szukający ulepszać funkcję proteiny znać jako proteinowi czujniki, amalgam różnorodne naturalne proteiny które są popularnym formą czujnik proteiny znać jako genetycznie szyfrujący wapni wskaźniki lub GECIs zieleni fluorescencyjni proteiny, calmodulin/. (GCaMP) Once przedstawia w mózg przez bloodstream, GCaMPs reaguje różnorodni wapni jony wymagający w komórki aktywności rozjarzoną fluorescencyjną zielenią. Naukowowie używają ten fluorescencję tropić ścieżkę neural sygnały przez cały mózg gdy zdarzają się.

GCaMPs i inny GECIs byliśmy nieoceneni neuroscience, powiedzieliśmy korespondować Samuel, autor Wang, Princeton profesor nadzwyczajny cząsteczkowa biologia i Princeton Neuroscience instytut. Naukowowie używali czujniki obserwować móżdżkowych sygnały w czasie rzeczywistym i sięgać w poprzednio niewyraźne neural sieci tak jak tamto w cerebellum. GECIs jest konieczny dla MÓŻDŻKOWEGO Inicjatywa prezydenta Barack Obama ogłaszający w Kwietniu, Wang powiedział. Obliczony $3 miliard projekt kartografować aktywność każdy neuron w ludzkim mózg no może robić z tradycyjnymi metodami tak jak sondy które dołączają powierzchnia mózg., "Tam  jest żadny ewentualny sposób uzupełniać że projekt z elektrodami więc wy, musimy robić mu z innymi narzędziami - GECIs jest tamte narzędziami," powiedział.

Pomimo ich wartości, jakkolwiek proteiny wciąż ograniczają jeśli chodzi o utrzymywać up z szybkimi, wysokonapięciowymi sposobami komórki mózgowe, i różnorodne grupy naukowa próbowali adresować te ograniczenia przez lata, Wang powiedział.

"GCaMPs robił znacznym wkładom neuroscience do tej pory, ale tam  byli niektóre ograniczenia i badacze są działający up przeciw tamte ograniczeniom," Wang powiedział.

Jeden niedociągnięcie jest że GCaMPs jest wokoło jedna dziesiąta drugi wolny niż neurony które mogą podpalać setki czasy na sekunde, Wang powiedział. Proteiny aktywują końcówkę sygnał i zaznaczają po tym jak neural sygnały zaczynają, gdy komórki mózgowe tęsknią od poruszonego coś innego dalej, (neuronal terminami) Wang powiedział. Drugi aktualny ograniczenie jest że GCaMPs może tylko oprawiać cztery wapnia jonu na raz. Wysocy tempa komórki aktywność no mogą w pełni badający ponieważ GCaMPs wypełnia up szybko na towarzyszy pośpiechu wapnie.

Princeton GCaMPs odpowiada szybko zmiany w wapniach tak, że zmiany w neural aktywności zobaczą natychmiast, Wang powiedział. Robić czujnikom wyczuleni i kruchy wokoło 10 milliseconds trochę badacze strugający puszek z grubsza 20 millisecond czas odpowiedzi istnieć GCaMPs, Wang powiedział. - proteiny spajają szybko z wapniami i przychodzą oddzielnie bez wahania zatrzymywać jarzyć się gdy wapń usuwa -

Badacze także pociągali pewnego GCaMPs być wyczuleni różni typ wapnia jonu koncentracje, znaczy że wysocy wskaźniki neural aktywność mogą lepiej badający. "Each sonda jest wyczulona jeden pasmo lub inny, ale gdy stawiamy one wpólnie robią ładnego choru," Wang powiedział.

Badacze pracują także wyjawiali lokację "bottleneck" w GCaMPs który zdarza się gdy wapń koncentracja która pozuje trzeci ograniczenie istniejący czujniki jest wysoka, Wang powiedział. "Teraz gdy znamy dokąd ten wąskie gardło jest, myśleć nas możemy projektować kolejnego pokolenia proteiny dostawać wokoło go," Wang powiedział. Myśleć, my możemy dostawać sondę która odpowiada neuronal sygnały w jeden millisecond. "jeżeli otwieraliśmy ten bottleneck"

Szybka proteina Wang który dobierać do pary z pracą w innych laboratoriach ulepszać innych tereny GCaMP funkcja mogli Princeton badacze rozwijać, powiedział. Na przykład, grupa naukowa z howard hughes medical institute donosił w naturze Lipiec 17 że ono rozwijał GCaMP z jaskrawą fluorescencją. Taki ulepszenia na istniejących czujnikach stopniowo otwierali więcej mózg eksploracja i zrozumienie, powiedział Wang, dodaje że Princeton badacze wkrótce przedstawiają ich czujnika w komarnicy i ssaka mózg.

"Przy niektóre poziomem jest jak brać oddzielnie silnika, lubing w górę części i stawiać je z powrotem wpólnie. czemu robiliśmy Wziąć Wang" powiedzieliśmy. co był najlepszy wersją proteina at the time i zrobił zmianom listowy kod proteina, "chcemy oglądać całą symfonię tysiące neurony robimy ich rzeczy, i myśleć ten wariant GCaMPs pomagamy my robić że lepszy niż anyone innego."

Źródło: Uniwersytet Princeton

Read in | English | Español | Français | Deutsch | Português | Italiano | 日本語 | 한국어 | 简体中文 | 繁體中文 | Nederlands | Русский | Svenska | Polski