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Herramientas para estudiar la química del cerebro, neurona por la neurona

El cerebro humano se compone de los mil millones de células, cada una entidad separada que comunique con otras. La acción recíproca química de esas células determina la personalidad, comportamiento de mandos y codifica memoria; pero mucho queda entender.

Los investigadores en la Universidad de Illinois en el Urbana-Chamán han desarrollado las herramientas para estudiar la química del cerebro, neurona por la neurona. Las técnicas analíticas pueden sondar la distribución espacial y temporal de moléculas biológico importantes, tales como vitamina E, y exploran a los mensajeros químicos detrás del pensamiento, de la memoria y de la emoción.

“En la mayoría de los tejidos del órgano de la carrocería, las células adyacentes no tienen diferencias importantes en sus contenidos químicos,” dijo Jonatán Sweedler, Guillermo H. y el profesor de Janet Lycan de la química y el director del centro de la biotecnología en el U. del I. “en el cerebro, sin embargo, las diferencias químicas entre las neuronas son críticos para su operación, y las conexiones entre las células son cruciales para la información de codificación o las funciones que controlan.”

Desmontando una rebanada de tejido cerebral en millones de únicos pedazos de la célula-talla, que se pueden interrogar por técnicas de proyección de imagen espectrométricas en masa, el grupo de la investigación de Sweedler puede realizar el perfilado celular, examinar la transmisión de señales intercelular, correlacionar la distribución de nuevos neuropeptides, y seguir la baja de substancias químicas de una manera actividad-relacionada.

Sweedler describirá las técnicas y presentará nuevos resultados en la 230a reunión nacional en Washington, C.C. de la sociedad de substancia química americana. Usando estas técnicas, el grupo de Sweedler ha descubierto ya neuropeptides nuevos múltiples en un alcance de modelos neuronales de los moluscos a los mamíferos.

“Trabajamos con los pedazos de metal de mar, cuyos cerebros simples contienen 10.000 neuronas; trabajamos con los insectos que poseen un millón neuronas; y trabajamos con los ratones que tienen 100 millones de neuronas,” dijo a Sweedler, que también es investigador en el instituto de Beckman para la ciencia y la tecnología avanzadas. El “trabajo con estos organismos modelo permite que examinemos el funcionamiento de las operaciones básicas tales como el mando neuronal del comportamiento y de la memoria a largo plazo.”

El grupo de Sweedler también desarrolló una aproximación para observar la distribución de moléculas más pequeñas en neuronas. En un papel validado para la publicación en el gorrón de la sociedad de substancia química americana, y asentado en su Web site, denuncian la proyección de imagen subcelular de la vitamina E en el californica de la aplisia del pedazo de metal de mar.

Los investigadores utilizaron protocolos nuevos del muestreo y la espectrometría de masa secundaria del ión de la hora de vuelo unicelular para determinar y para correlacionar la presencia de la vitamina E en las membranas de neuronas aisladas.

“A nuestra sorpresa, encontramos que la vitamina E no fue distribuida uniformemente en la membrana neuronal,” a Sweedler dijimos. “En lugar de otro, la vitamina E fue concentrada en la derecha de la neurona donde extiende para conectar con otras neuronas.”

La localización subcelular de la vitamina E, que había sido imposible de obtener en el pasado, soporta el otro trabajo que sugirió la vitamina E realizó un papel activo en mecanismos de transporte y la transmisión de señales celular de neuronas.

“Nuestra técnica no nos informa cómo o porqué la vitamina E se distribuye esta manera, pero sugiere que esté bajo mando activo y regla apretada,” a Sweedler dijo. “Entendiendo la química que ocurre en y entre las neuronas, incluyendo las pequeñas moléculas como la vitamina E, ninguna duda llevará a una mejor comprensión de la función del cerebro en cerebros sanos y enfermos.”