Исследователя создают кальци-чувствительные протеины которые отвечают быстро к изменениям в деятельности при неврона

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

Исследователя Принстонского Университета создавались «souped вверх по» версиям кальци-чувствительных протеинов которые на прошлая декада или так дайте научным работникам несравненные взгляд и понимать связи клетки головного мозга.

Сообщенный 18-ое июля в Связях Природы журнала, увеличенные протеины начатые на Принстоне отвечают более быстро к изменениям в деятельности при неврона, и могут быть подгоняны для того чтобы прореагировать к различным, более быстрым тарифам деятельности при неврона. Совместно, эти характеристики дали бы научным работникам более точный и более всесторонний взгляд деятельности при неврона.

Исследователя изыскивали улучшить функцию протеинов известных как зеленые дневные датчики протеина/протеина кальмодулина (GCaMP), сортучка различных естественных протеинов которые популярная форма протеинов датчика известных как genetically зашифрованные индикаторы кальция, или GECIs. Раз введено в мозг через кровоток, GCaMPs реагирует к различным ионам кальция, котор включил в деятельность при клетки путем накаляя дневной зеленый цвет. Научные Работники используют это флуоресцирование для того чтобы трассировать путь нервных сигналов повсеместно в мозг по мере того как они случаются.

GCaMPs и другое GECIs неоцененны к нейронауке, сказали соответствуя Самюэль Wang автор, адъюнкта-профессора Принстона молекулярной биологии и Институт Нейронауки Принстона. Научные Работники использовали датчики для того чтобы наблюдать сигналами мозга в реальное временя, и delve в ранее неясные нервные системы как те в мозжечке. GECIs необходимо для Президента Barack Obama МОЗГА Инициативного объявленного в Эйприле, Wang сказал. Оцененный проект $3 миллиарда для того чтобы отобразить работу каждого неврона в людском мозге нельзя сделать с традиционными методами, как зонды которые прикрепляются к поверхности мозга. «Никакой возможный путь завершить тот полет с электродами, поэтому вы должны сделать его с другими инструментами - GECIs те инструменты,» он сказал.

Несмотря На их значение, однако, протеины все еще ограничены когда это прибывает в держать вверх с быстро развивающийся, высоковольтными путями клеток головного мозга, и различные исследовательские группы пытали адресовать эти ограничения над летами, Wang сказал.

«GCaMPs делало значительно вклады к нейронауке до тех пор, но некоторые пределы и исследователя работают вверх против тех пределов,» Wang сказал.

Один недостаток что GCaMPs около 0,1 из второе медленного чем невроны, которые могут сгореть сотниы времен в секунду, Wang сказал. Протеины активируют после того как нервные сигналы начинают, и маркируют конец сигнала когда клетки головного мозга имеют (нейрональными терминами) длиной с двинуто дальше к что-то еще, Wang сказал. Второе настоящее ограничение что GCaMPs может только связать до 4 иона кальция одновременно. Более Высокие тарифы деятельности при клетки нельзя полно исследовать потому что GCaMPs заполняет вверх быстро на сопровождая спешке кальция.

Принстон GCaMPs отвечает более быстро к изменениям в кальции так, что изменения в нервной деятельности будут увидены более немедленно, Wang сказал. Путем делать датчиками бит более чувствительной и утлой - протеины скрепляют более быстро с кальцием и приходят врозь более охотно остановить накалить когда кальций извлекается - исследователя ывстрогали вниз время на ответ грубо 20 миллисекунд существуя GCaMPs до около 10 миллисекунд, Wang сказал.

Исследователя также tweaked некоторое GCaMPs для того чтобы быть чувствительны к разным видам концентрации иона кальция, что высокие темпы нервной деятельности можно более лучше исследовать. «Каждый зонд чувствительн до один ряд или друг, но когда мы кладем их совместно они делает славный клирос,» Wang сказал.

Исследователя работают также показали положение «bottleneck» в GCaMPs которое происходит когда концентрация кальция высока, которая представляет третье ограничение существующих датчиков, Wang сказал. «Теперь, когда мы знаем где та шея бутылки, мы думаем что мы может конструировать следующее поколени протеинов для того чтобы получить вокруг его,» Wang сказал. «Мы думаем если мы раскрываем вверх по тому bottleneck, то, мы можем получить зонд который отвечает к нейрональным сигналам в одной миллисекунде.»

Более быстрый протеин который начатые исследователя Принстона смогли спарить с работой в других лабораториях для того чтобы улучшить другие зоны функции GCaMP, Wang сказал. На пример, исследовательская группа из Института Говарда Hughes Медицинского сообщила в Природе 17-ое июля что оно начала GCaMP с более ярким флуоресцированием. Такие улучшения на существующих датчиках постепенно раскрывают вверх по больше из мозга к исследованию а вникание, сказало Wang, добавляя что исследователя Принстона скоро введут их датчик в муху и mammalian мозги.

«На некотором уровне, чего мы делали как принимать врозь двигатель, lubing вверх по частям и класть его назад совместно. Мы приняли что было самой лучшей версией протеина вовремя и делало изменения к буквенному коду протеина,» Wang сказали. «Мы хотим наблюдать весь симфонизм тысяч невронов делаем их вещь, и мы думаем что этот вариант GCaMPs поможет нам сделать что лучше чем любое еще имеет.»

Источник: Принстонский Университет

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