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Parte di bioluminescenza di nuova tecnica di rappresentazione

Gli scienziati del CNRS nella collaborazione hanno sviluppato una nuova tecnica per in vivo la rappresentazione della funzione di un neurone facendo uso di bioluminescenza, in base ad una proteina di fusione di GFP-aequorin.

Questo tecnica di rappresentazione permette al video dell'attività di un neurone (e più specificamente, attività del calcio), in tempo reale ed in vivo, in un piccolo gruppo di neuroni o nel cervello complessivamente.

Stavano partecipando allo sviluppo l'unità molecolare dell'embriologia (CNRS/Institut Pasteur) in collaborazione con il laboratorio cellulare e molecolare della neurobiologia (il CNRS) ed il laboratorio della neurobiologia per l'apprendimento, la memoria e la comunicazione (Parigi-Sud di CNRS/University).

La tecnica di rappresentazione novella impiega un nuovo, indicatore di GFP-aequorin/elemento tracciante. Ciò è ad una proteina calcio sensibile, che in presenza del suo cofattore, coelenterazine, emetterà l'indicatore luminoso (un fotone) quando c'è un cambiamento alla concentrazione nel calcio in una cella; per esempio, attivazione di un neurone seguente. Ciò permette di seguire l'attività di un neurone in neuroni, o persino di rintracciarla in una rete dei neuroni. Ancora, questo approccio piccolo-dilagante e non tossico permette la registrazione dell'attività di un neurone per i periodi di parecchie ore. È così possibile riflettere l'attività cerebrale di una mosca di frutta della drosofila per 24 o persino 48 ore.

A causa di queste caratteristiche, il nuovo elemento tracciante può dimostrare i nuovi fenomeni fisiologici relativi ad attività del calcio. Così l'attivazione da nicotina degli enti pedunculate (una struttura importante per l'apprendimento e memoria olfattiva nella drosofila) induce una risposta secondaria che è ritardata entro circa 10 - 15 minuti al livello di proiezioni axonal di un neurone. È quindi probabile che questa nuova risposta (fino ad ora completamente insospettata) interviene nei fenomeni di memoria e dell'apprendimento.

Ancora, facendo uso di questa tecnica di rappresentazione, è stato possibile registrare i neuroni nell'organismo dell'elissoide, una struttura in questione nella regolamentazione dell'attività locomotrice. Questa struttura profondamente è inclusa nel centro del cervello e mai non è stata studiata fisiologicamente perché era sempre inaccessibile agli indicatori standard e fluorescente tipi. Tali registrazioni dell'organismo dell'elissoide hanno dimostrato così la considerevole sensibilità di questo approccio novello, mentre convalidano l'accesso a tutte le strutture, anche quelli hanno individuato in profondità nel cervello. Quindi sarà possibile studiare tutti i neuroni o le strutture cerebrali facendo uso di questa si avvicinano a.

Questa tecnica novella apre le numerose prospettive. Questo elemento tracciante può essere espresso così in tutte le celle del sistema nervoso del cervello (sia neuroni che celle glial) per riflettere l'attività di intero cervello. I dati preliminari sono già disponibili. Per la prima volta, è possibile elaborare le mappe anatomiche e funzionali del cervello (in questo caso, della drosofila) basato sulle registrazioni a lungo termine. Tali mappe ancora non esistono per alcune specie animali, compreso l'uomo.

Una domanda di finanziamento è stata fatta al ANR per sviluppare le mappe funzionali del cervello della drosofila. Queste mappe sono un presupposto a produrre la massa dei dati sull'attività globale di intero cervello che poi servirà da riferimento confrontare l'attività cerebrale nei contesti differenti: per esempio, differenze fra i maschi e le femmine (dimostrazione del dimorfismo sessuale) o in funzione dell'età (cambiamenti ad attività cerebrale durante l'invecchiamento).

La drosofila è un modello eccellente per lo studio su invecchiamento e sulla longevità, perché recentemente è stato indicato che mosche dotate davanti una mutazione del più lungo in tensione del ricevitore dell'insulina molto. È egualmente possibile sfruttare gli strumenti genetici potenti del Drosphila per studiare e confrontare queste mappe in mosche che sopportano le mutazioni differenti, o in mosche che serviscono da modelli per varie patologie umane, quale corea del morbo di Alzheimer, della malattia del Parkinson o di Huntingdon, o nel contesto di un approccio farmacologico per quanto riguarda dipendenza alle droghe differenti (alcool, nicotina, cocaina, ecc.).