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Pieza de la bioluminiscencia de la nueva técnica de proyección de imagen

Los científicos de CS$CNRS en la colaboración han desarrollado una nueva técnica para in vivo la proyección de imagen de la función neuronal usando bioluminiscencia, sobre la base de una proteína de la fusión de GFP-aequorin.

Esta técnica de proyección de imagen habilita la supervisión de la actividad neuronal (y más concretamente, actividad del calcio), en tiempo real e in vivo, en un pequeño grupo de neuronas o en el cerebro en conjunto.

Participaban en el revelado la unidad molecular de la embriología (CNRS/Institut Pasteur) en colaboración con el laboratorio celular y molecular de la neurobiología (CS$CNRS) y el laboratorio de la neurobiología para aprender, la memoria y la comunicación (París-Sud de CNRS/University).

La técnica de proyección de imagen nueva emplea un nuevo, marcador de GFP-aequorin/trazador. Ésta es una proteína calcio-sensible, que en presencia de su cofactor, coelenterazine, emitirá la luz (un fotón) cuando hay un cambio a la concentración del calcio en una célula; por ejemplo, activación neuronal de siguiente. Esto permite seguir actividad neuronal en neuronas, o aún trazarla en una red de neuronas. Además, esta aproximación pequeño-invasor y no tóxica permite la grabación de la actividad neuronal durante períodos de varias horas. Es así posible vigilar la actividad cerebral de una mosca del vinagre de la Drosophila por 24 o aún 48 horas.

Debido a estas características, el nuevo trazador puede demostrar los nuevos fenómenos fisiológicos relacionados con la actividad del calcio. Así la activación por la nicotina de las carrocerías pedunculate (una estructura importante para aprender y memoria olfativa en la Drosophila) induce una reacción secundaria que se demore por cerca de 10 a 15 minutos en el nivel de proyecciones axonal neuronales. Es por lo tanto probable que esta nueva reacción (hasta ahora totalmente insospechada) interviene en fenómenos del aprendizaje y de la memoria.

Además, usando esta técnica de proyección de imagen, ha sido posible registrar las neuronas en la carrocería del elipsoide, una estructura implicada en la regulación de actividad locomotora. Esta estructura se embute profundamente en el centro del cerebro y nunca se ha estudiado fisiológico porque era siempre inaccesible al patrón, fluorescente-tipo marcadores. Tales grabaciones de la carrocería del elipsoide han demostrado así la considerable sensibilidad de este nuevo enfoque, mientras que validan el acceso a todas las estructuras, incluso ésos situaron profundamente en el cerebro. Por lo tanto será posible estudiar todas las neuronas o las estructuras cerebrales usando esto se acercan.

Esta técnica nueva abre perspectivas numerosas. Este trazador se puede expresar así en todas las células del sistema nervioso del cerebro (las neuronas y células glial) para vigilar la actividad del cerebro entero. Los datos preliminares están ya disponibles. Por primera vez, es posible elaborar los mapas anatómicos y funcionales del cerebro (en este caso, de la Drosophila) basado en grabaciones a largo plazo. Tales mapas todavía no existen para ninguna especie animal, incluyendo hombre.

Un uso del financiamiento se ha hecho al ANR para acumular los mapas funcionales del cerebro de la Drosophila. Estos mapas son un requisito previo a producir una masa de datos sobre la actividad global del cerebro entero que entonces servirá como referencia comparar actividad cerebral en diversos contextos: por ejemplo, diferencias entre los varones y las hembras (demostración del dimorfismo sexual) o en función de la edad (cambios a la actividad cerebral durante el envejecimiento).

La Drosophila es un modelo excelente para el estudio del envejecimiento y de la longevidad, porque se ha mostrado recientemente que las moscas dotadas con una mutación más largo vivo del receptor de la insulina del mucho. Es también posible explotar las herramientas genéticas potentes del Drosphila para estudiar y para comparar estos mapas en las moscas que soportan diversas mutaciones, o en las moscas que sirven como modelos para una variedad de patologías humanas, tales como enfermedad de la enfermedad de Alzheimer, de Parkinson o corea de Huntingdon, o en el contexto de una aproximación farmacológica con respecto al apego a diversas drogas (alcohol, nicotina, cocaína, etc.).