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Ferramentas para estudar a química do cérebro, neurônio pelo neurônio

O cérebro humano é compor de biliões de pilhas, cada uma entidade separada que se comunique com a outro. A interacção química daquelas pilhas determina a personalidade, comportamento de controles e codifica a memória; mas muito permanece ser compreendido.

Os pesquisadores nas Universidades de Illinois no Urbana-Campo desenvolveram ferramentas para estudar a química do cérebro, neurônio pelo neurônio. As técnicas analíticas podem sondar a distribuição espacial e temporal de moléculas biològica importantes, tais como a vitamina E, e exploram os mensageiros químicos atrás do pensamento, da memória e da emoção.

“Em a maioria de tecidos do órgão do corpo, as pilhas adjacentes não têm diferenças significativas em seus índices químicos,” disse Jonathan Sweedler, um William H. e o professor de Janet Lycan da química e o director do centro da biotecnologia no U. do I. “no cérebro, contudo, diferenças químicas entre os neurônios são críticos para sua operação, e as conexões entre pilhas são cruciais para a informação ou funções de controlo de codificação.”

Desmontando uma fatia de tecido de cérebro em milhões de únicas partes do pilha-tamanho, cada qual podem ser interrogadas por técnicas de imagem lactente spectrometric em massa, o grupo de investigação de Sweedler pode executar o perfilamento celular, examinar a sinalização intercellular, traçar a distribuição de neuropeptides novos, e seguir a liberação dos produtos químicos em uma maneira actividade-dependente.

Sweedler descreverá as técnicas e apresentará resultados novos na 230th reunião nacional em Washington, C.C. da sociedade de produto químico americano. Usando estas técnicas, o grupo de Sweedler tem descoberto já neuropeptides novos múltiplos em uma escala de modelos neuronal dos moluscos aos mamíferos.

“Nós trabalhamos com lesmas de mar, cujos os cérebros simples contêm 10.000 neurônios; nós trabalhamos com os insectos que possuem um milhão de neurônios; e nós trabalhamos com os ratos que têm 100 milhão neurônios,” disse Sweedler, que igualmente é um pesquisador no instituto de Beckman para ciência e tecnologia avançadas. “Trabalhar com estes organismos modelo permite que nós examinem o funcionamento de operações básicas como o controle neuronal do comportamento e da memória a longo prazo.”

O grupo de Sweedler igualmente desenvolveu uma aproximação para olhar a distribuição de moléculas menores nos neurónios. Em um papel aceitado para a publicação no jornal da sociedade de produto químico americano, e afixado em seu Web site, relatam a imagem lactente subcelular da vitamina E no californica do Aplysia da lesma de mar.

Os pesquisadores utilizaram protocolos novos da amostra e a espectrometria em massa de íon secundária do único tempo--vôo da pilha para identificar e traçar a presença da vitamina E nas membranas dos neurônios isolados.

“A nossa surpresa, nós encontramos que a vitamina E não estêve distribuída uniformemente na membrana neuronal,” Sweedler dissemos. “Pelo contrário, a vitamina E foi concentrada no direito do neurônio onde estende para conectar com outros neurônios.”

A localização subcelular da vitamina E, que tinha sido impossível de obter no passado, apoia o outro trabalho que sugeriu a vitamina E executou um papel activo em mecanismos de transporte e a sinalização celular dos neurônios.

“Nossa técnica não nos diz como ou porque a vitamina E é distribuída esta maneira, mas sugere que esteja sob o controle activo e o regulamento apertado,” Sweedler disse. “Compreendendo a química de que ocorre dentro e entre os neurônios, incluir moléculas pequenas como a vitamina E, conduzirá sem dúvida a uma compreensão melhor da função do cérebro em cérebros saudáveis e doentes.”