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Outils pour étudier la chimie du cerveau, neurone par le neurone

L'esprit humain se compose de milliards de cellules, chaque une entité indépendante qui communique avec d'autres. L'interaction chimique de ces cellules détermine la personnalité, comportement de contrôles et code la mémoire ; mais beaucoup reste à comprendre.

Les chercheurs à l'Université de l'Illinois au l'Urbana-Champagne ont développé des outils pour étudier la chimie du cerveau, neurone par le neurone. Les techniques analytiques peuvent sonder la distribution spatiale et temporelle des molécules biologiquement importantes, telles que la vitamine E, et explorent les messagers chimiques derrière la pensée, la mémoire et l'émotion.

« En la plupart des tissus d'organe du fuselage, les cellules adjacentes n'ont pas des différences important dans leurs teneurs chimiques, » a dit Jonathan Sweedler, un William H. et le professeur de Janet Lycan de la chimie et le directeur du centre de biotechnologie à l'U. de l'I. « dans le cerveau, cependant, des différences chimiques entre les neurones sont critiques pour leur fonctionnement, et les liens entre les cellules sont essentiels pour l'information ou des opérations de service de codage. »

En démontant une part de tissu cérébral en millions de seules pièces de cellule-taille, qui peuvent être interrogées par des techniques d'imagerie spectrométriques de masse, l'organisme de recherche de Sweedler peut exécuter le profilage cellulaire, examiner la signalisation intercellulaire, tracer la distribution des neuropeptides neufs, et suivre le desserrage des produits chimiques d'une façon activité-dépendante.

Sweedler décrira les techniques et présentera des résultats neufs au contact national de la 230th société chimique américaine à Washington, C.C. Utilisant ces techniques, le groupe de Sweedler a déjà découvert les neuropeptides nouveaux multiples dans une gamme des modèles neuronaux des mollusques aux mammifères.

« Nous travaillons avec les projectiles de mer, dont les cerveaux simples contiennent 10.000 neurones ; nous travaillons avec des insectes possédant un million de neurones ; et nous travaillons avec des souris ayant 100 millions de neurones, » a dit Sweedler, qui est également un chercheur à l'institut de Beckman pour la science et technologie avancée. « Fonctionner avec ces organismes modèles nous permet d'examiner le fonctionnement de telles opérations de base comme le contrôle neuronal du comportement et de la mémoire à long terme. »

Le groupe de Sweedler a également développé une approche pour regarder la distribution de plus petites molécules en cellules du cerveau. Dans un papier reçu pour la publication dans le tourillon de la société chimique américaine, et posté sur son site Web, elles enregistrent la représentation sous-cellulaire de la vitamine E dans le californica d'aplysie de projectile de mer.

Les protocoles nouveaux d'échantillonnage utilisés par chercheurs et la spectrométrie de masse secondaire d'ion de temps-de-vol unicellulaire pour recenser et tracer la présence de la vitamine E dans les membranes des neurones d'isolement.

« À notre surprise, nous avons constaté que la vitamine E n'a pas été distribuée uniformément dans la membrane neuronale, » Sweedler avons dit. « Au lieu, la vitamine E était concentrée dans la droite de neurone où elle s'étend pour brancher à d'autres neurones. »

La localisation sous-cellulaire de la vitamine E, qui avait été impossible à obtenir en passé, supporte l'autre travail qui a proposé vitamine E a exécuté un rôle actif dans des mécanismes de transport et la signalisation cellulaire des neurones.

« Notre technique ne nous indique pas qu'ou pourquoi la vitamine E est distribuée de cette façon, mais propose qu'elle soit aux termes de contrôle actif et de règlement serré, » Sweedler a dit. « Comprenant la chimie qui a lieu à l'intérieur et entre des neurones, y compris des petites molécules comme la vitamine E, mènera sans doute à une meilleure compréhension de fonction cérébrale en cerveaux sains et malades. »