Avances en optogenetics

Thought LeadersKarl Deisseroth, M.D., Ph.D.D.H. Chen Professor of Bioengineering, Psychiatry
and Behavioral Sciences, Stanford University

Investigator of the Howard Hughes Medical Institute
Una entrevista con el Dr. Karl Deisseroth, M.D., Ph.D., conducto en abril Cashin-Garbutt, MA (Cantab)

¿Puede usted dar Por Favor una introducción al optogenetics? ¿Cómo esta tecnología fue inspirada por la psiquiatría?

Optogenetics es una manera de introducir la información en el cerebro usando luz, apunta las células o las conexiones específicas a través del cerebro. Es rápido, como la transmisión de señales del cerebro, y ayudas que usted comunica con el conjunto de circuitos de los nervios en un lenguaje más similar a qué se utiliza normalmente dentro del cerebro.

transmisión de señales del cerebro

Puede ser realizada en el comportamiento de los mamíferos que realizan tareas complejas, incluso comportamiento social y memoria, y ésa entonces abre la puerta en la comprensión en un nivel más profundo, no sólo cómo las cosas trabajan, pero cómo pueden no poder trabajar en psicología y neurología.

Neuronas Que Controlan con la Luz de AZoNetwork en Vimeo.

Se piensa común entre psiquiatras y neurólogos que no hay bastante profunda una comprensión del cerebro para construir las clases de nuevos tratamientos con la especificidad y la precisión necesarias ser acertado. Se asierra al hilo en la comunidad entera, si usted está haciendo la terapia de la charla para los pacientes, está dando medicaciones bajo la forma de píldoras, o está dando tratamientos del estímulo del cerebro.

Afortunadamente, la meta de construir maneras exactas de interconexión con el cerebro no es apenas importante para la psiquiatría, sino que es también importante para la neurología básica también, y se es una ése de las aplicaciones más emocionantes del optogenetics. Mi laboratorio es sobre todo un laboratorio de ciencia básica, investigando lo que podemos hacer en términos de avance de nuestra comprensión fundamental del cerebro.

¿Cómo el optogenetics ajusta en el contexto más amplio de experimentos en neurología?

Optogenetics se ha convertido en una técnica bastante estándar, hay miles y miles de laboratorios y de papeles en todo el mundo que han emergido usando él. Es parte de la arma causal de la caja de herramientas usada para probar si algo es necesario o suficiente a un proceso, por ejemplo si un modelo de la actividad en una clase determinada de célula es necesario o suficiente para la fisiología o el comportamiento.

hay mucha otra tecnología maravillosa en neurología, hay genético muy potente y la anatomía trabaja con herramienta por ejemplo. Donde están los ajustes del optogenetics hacia adentro éste es cómo usted puede probar si la actividad es causal importante.

¿Qué retos el optogenetics permite que venzamos?

Durante muchos años, los neurólogos han estado estudiando efectivo correlaciones. Optogenetics le toma lejos de la observación y de correlaciones y le lleva a la causalidad.

Esta limitación es algo que el optogenetics dirigido para el campo, y es muy sinérgico con el resto de trabajo hermoso y fundacional en neurología. También proporciona al tipo la especificidad y la velocidad de la célula a que las aproximaciones anteriores no podrían proporcionar muy.

¿Qué aspecto del optogenetics usted revestirá en su Wallace H. Coulter Lecture en Pittcon 2017?

Hablaré de discernimiento emergente en cómo las proteínas optogenetic ellos mismos trabajan. Soy real un químico y un bioquímico antes que, y Yo han dedicado mucho tiempo durante los últimos ocho años o así que a entender éstos los canales activados pálidos del ión.

Éstas son las proteínas que ponemos en las células para hacerles que responden a la luz, ellos son proteínas hermosas incluso separadas de sus aplicaciones optogenetic. Vienen de algas y de otros microorganismos permitiendo que los animales respondan a la luz, así que en Pittcon, hablaré de cómo estas proteínas trabajan, que estarán de interés determinado al tipo molecular investigadores.

También hablaré de cómo nuestra comprensión más profunda de esas proteínas ha permitido que construyamos nuevas aproximaciones optogenetic. Hemos podido hacer mutantes y nuevas versiones de estas proteínas porque tenemos una comprensión estructural y mecánica profunda de la proteína sí mismo. Eso nos ha llevado totalmente a las nuevas clases de experimentos del optogenetics. Hablaré de cómo esta química básica ha llevado a los nuevos avances en neurología.

¿Qué más usted discutirá en su charla? ¿Usted discutirá el método de la CLARIDAD?

Recientemente, se hay mucho trabajo sobre CLARIDAD y todos los métodos que han venido de ella y así que hablaré de eso también. Qué mucha gente está haciendo, incluyendo mi propio laboratorio, está combinando las técnicas en un flujo de trabajo común.

Una Vez Que usted ha establecido un tipo determinado de la célula es importante en el comportamiento de un animal usando el optogenetics, usted puede entonces obtener las redes de esas mismas células usando CLARIDAD. Eso le permite ver la conectividad, el esquema circular, de esas mismas células que usted conozca sea importante en la actividad que causa comportamiento. Eso es un paso de progresión grande hacia adelante y muchos laboratorios están utilizando esta técnica, él nos han ayudado a comenzar a moverse hacia con una comprensión integrante de cómo el conjunto de circuitos de los nervios da lugar a comportamientos complejos.

¿Qué técnicas han sido las más importantes para su trabajo?

Actualmente, utilizamos las muchas ópticas, proyección de imagen, electrofisiología y el análisis y ellas del cómputo tienen secuencias de datos hermosas pero complejas importantes convertidas determinado el crear que podríamos ni siquiera imaginarnos antes.

De un único ratón que conseguimos Terabyte de los datos estructurales y de la actividad y entonces cuando comenzamos a hacer experimentos numerosos y a probar mucha dinámica de la población estudiada a través de muchos animales, esto consigue ser muy desafiador, y así que necesitamos los métodos muy avanzados del cómputo, que han sido importantes también.

¿Cómo los avances en tecnología han afectado su investigación?

Hemos ayudado a empuje muchas cosas hacia adelante, pero mucho ha empleado la promoción del trabajo en otras disciplinas, por ejemplo, laseres. Los avances en el laser y la tecnología del LED han sido extremadamente importantes para el optogenetics.

El calcular Más Alto de la velocidad, los dispositivos de GPU, nube que calcula, y entonces avance en genética también. La virología Básica también ha tenido mucho valor.

Mucho cuáles hemos podido hacer, incluso si teníamos quiso a, nosotros no habría podido hacerla hace 20 años porque estos otros campos que utilizaban no habían alcanzado su estado actual.

¿Qué otros progresos usted tiene gusto de ver?

Estamos consiguiendo mejor en corresponder con o exacto la alteración de modelos naturales de la actividad. ¿Podemos jugar en cualquier modelo de la actividad que queremos, pero la pregunta es cómo hace de cerca que se asemejan a un modelo natural?

Para contestar a esa pregunta, usted primero ha conseguido detectar modelos naturales para ver qué está suceso naturalmente. Hemos conseguido mucho mejor en ése, y tan actualmente usted puede ahora corresponder con modelos naturales de la actividad usando optogenetics y ése es algo que quisiera ver más de.

Eso requiere otra unión de los campos que combinan la proyección de imagen, colección de luz, con jugar hacia adentro o proporcionar a la luz, y hacer que todo a través del mismo dispositivo, y del mismo sistema en una velocidad, e incluso en una moda del bucle cerrado que sea muy potente.

¿Cuáles son usted que mira hacia adelante a Pittcon 2017?

Tengo gusto de las reuniones amplias, interdisciplinarias, cuantitativas donde puedo aprender diversas cosas, quizá no algo que estoy buscando específicamente. Observo hacia adelante a ése más que cualquier cosa, apenas consiguiendo expuesto algo que no estaría en mi camino normal.

Qué Pittcon Puede hacer para Usted de AZoNetwork en Vimeo.

¿Cuáles son sus planes futuros de la investigación?

Queremos guardar el avance de optogenetics y de CLARIDAD, y el usar de ellos así como la meta de entender cómo los comportamientos adaptantes y maladaptive se presentan de modelos de la actividad del circuito. Hay mucho más hacer.

Pues un psiquiatra Yo está esperando que podemos continuar el entender de estas preguntas profundas sobre ansiedad, la depresión, drogadicción, y consigue a un nivel donde podemos conseguir a la naturaleza del problema de un paciente muy exacto. Entonces seguir esto con tratamientos individualizados, pero éste puede ser mucho después.

Queremos poder pasar la ambigüedad y poder establecer claramente exactamente la biología detrás de qué pacientes están sufriendo intenso. Esto será un paso de progresión grande hacia adelante para los pacientes, las familias, y la sociedad.

¿Dónde pueden los programas de lectura encontrar más información?

Sobre Pittcon

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Ingresos de la educación y del outreach en todos los niveles, guardería de la ciencia del fondo de Pittcon a través del adulto. Pittcon dona más que millón de dólares por año para proporcionar el soporte financiero y administrativo para las diversas actividades de outreach de la ciencia incluyendo concesiones, las becas de investigación, las becas y las prácticas para los estudiantes, las recompensas a los profesores y a los profesores, y las concesiones del equipo de la ciencia a los centros, a las bibliotecas y a los museos públicos de la ciencia.

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