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Peça da bioluminescência da técnica de imagem lactente nova

Os cientistas de CNRS na colaboração desenvolveram uma técnica nova para in vivo a imagem lactente da função neuronal usando a bioluminescência, com base em uma proteína da fusão de GFP-aequorin.

Esta técnica de imagem lactente permite a monitoração da actividade neuronal (e mais especificamente, actividade do cálcio), do tempo real e in vivo, em um grupo pequeno de neurônios ou no cérebro no conjunto.

Estavam participando na revelação a unidade molecular da embriologia (CNRS/Institut Pasteur) em colaboração com o laboratório celular e molecular da neurobiologia (CNRS) e o laboratório da neurobiologia para aprender, a memória e uma comunicação (Paris-Sul de CNRS/University).

A técnica de imagem lactente nova emprega um novo, marcador de GFP-aequorin/projétil luminoso. Esta é uma proteína cálcio-sensível, que na presença de seu cofactor, coelenterazine, se emita a luz (um fotão) quando há uma mudança à concentração do cálcio em uma pilha; por exemplo, activação neuronal de seguimento. Isto torna possível seguir a actividade neuronal nos neurônios, ou mesmo segui-la em uma rede dos neurônios. Além disso, esta aproximação pequeno-invasora e não-tóxica permite a gravação da actividade neuronal durante períodos de diversas horas. É assim possível monitorar a actividade cerebral de uma mosca de fruto da drosófila por 24 ou mesmo 48 horas.

Devido a estas características, o projétil luminoso novo pode demonstrar os fenômenos fisiológicos novos relativos à actividade do cálcio. Assim a activação pela nicotina dos corpos pedunculate (uma estrutura importante para aprender e memória olfactivo na drosófila) induz uma resposta secundária que seja atrasada em aproximadamente 10 a 15 minutos a nível de projecções axonal neuronal. É conseqüentemente probable que esta resposta nova (até aqui totalmente insuspeita) intervem em fenômenos da aprendizagem e da memória.

Além disso, usando esta técnica de imagem lactente, foi possível gravar os neurônios no corpo do elipsóide, uma estrutura envolvida em regular a actividade locomotora. Esta estrutura é encaixada profundamente no centro do cérebro e foi estudada nunca physiologically porque era sempre inacessível ao padrão, fluorescente-tipo marcadores. Tais gravações do corpo do elipsóide demonstraram assim a sensibilidade considerável desta aproximação nova, ao validar o acesso a todas as estruturas, mesmo aqueles localizaram profundamente no cérebro. Será conseqüentemente possível estudar todos os neurônios ou estruturas cerebrais usando esta aproximação.

Esta técnica nova abre perspectivas numerosas. Este projétil luminoso pode assim ser expressado em todas as pilhas do sistema nervoso do cérebro (os neurônios e pilhas glial) a fim monitorar a actividade do cérebro inteiro. Os dados preliminares estão já disponíveis. Pela primeira vez, é possível elaborar mapas anatômicos e funcionais do cérebro (neste caso, da drosófila) baseado em gravações a longo prazo. Tais mapas não existem ainda para nenhuma espécie animal, incluindo o homem.

Uma aplicação do financiamento foi feita ao ANR a fim acumular mapas funcionais do cérebro da drosófila. Estes mapas são uma condição prévia a produzir uma massa dos dados na actividade global do cérebro inteiro que servirá então como uma referência para comparar a actividade cerebral em contextos diferentes: por exemplo, diferenças entre os homens e as fêmeas (demonstração do dimorfismo sexual) ou em função da idade (mudanças à actividade cerebral durante o envelhecimento).

A drosófila é um modelo excelente para o estudo do envelhecimento e da longevidade, porque se tem mostrado recentemente que as moscas dotadas com uma mutação mais longo vivo do receptor da insulina do muito. É igualmente possível explorar as ferramentas genéticas poderosas do Drosphila para estudar e comparar estes mapas nas moscas que carregam mutações diferentes, ou nas moscas que servem como modelos para uma variedade de patologias humanas, tais como a doença da doença de Alzheimer, de Parkinson ou a coreia de Huntingdon, ou no contexto de uma aproximação farmacológica em relação ao apego às drogas diferentes (álcool, nicotina, cocaína, etc.).