Framflyttningar i 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
En intervju med Dr. Karl Deisseroth, M.D., Ph.D., förade vid April Cashin-Garbutt, MODERN (Cantab)

Please kan dig ge en inledning till optogeneticsen? Hur inspirerades denna teknologi av psykiatri?

Optogenetics är a långt av introduktion av information in i hjärnan genom att använda lätt, uppsätta som mål den specifika celler eller anslutningar över hjärnan. Den är fastar, den lika hjärnsignalerandet och hjälp som du meddelar med neural strömkrets i ett språk som är mer liknande till vad används normalt inom hjärnan.

hjärnsignalerande

Den kan bäras ut i att uppföra däggdjur som ut bär komplexa uppgifter, även socialt uppförande och minne, och det öppnar därefter dörren till överenskommelse på ett djupare jämnar, hur inte endast saker fungerar, utan hur de kan missa för att fungera i psykologi och neurology.

Kontrollera Neurons med Ljust från AZoNetworkVimeo.

Det tänks gemensamt amongst psykiater och neurologists att det inte finns en djup nog överenskommelse av hjärnan som bygger sorterna av nya behandlingar med noggrannheten och precisionen som behövs att vara lyckat. Det är klädde med filt i den hela gemenskapen, dig gör samtalterapi för tålmodig, ger läkarbehandlingar i form av pills eller ger huruvida hjärnstimulansbehandlingar.

Lyckligtvis preciserar målet av byggnad väg av att ha kontakt med hjärnan är inte precis viktigt för psykiatri, men det är också viktigt för grundläggande neuroscience för, och det vars en av de mest spännande applikationerna av optogeneticsen. Mitt labb är i första hand ett grundläggande vetenskapslabb som utforskar vad vi kan göra in benämner av framflyttning av vår grundöverenskommelse av hjärnan.

Hur gör optogeneticspassformen in i det mer breda sammanhanget av experiment i neuroscience?

Optogenetics har blivit en ganska standard teknik, finns det tusentals och tusentals labb och legitimationshandlingar runt om världen som har dykt upp genom att använda den. Det är delen av det causal beväpnar av den van vid verktygslådan testar något är huruvida nödvändigt eller tillräckligt till ett processaa, till exempel huruvida mönstrar en aktivitet i en särskild sort av cellen är nödvändig eller tillräcklig för physiology eller uppförande.

det finns en radda annan underbar teknologi i neuroscience, finns det mycket kraftigt genetiskt, och anatomi bearbetar for example. Var optogeneticspassformar är in, är denna hur du kan testa huruvida aktivitet är causally viktig.

Vilka utmaningar låter optogeneticsen oss till betaget?

För många år har neuroscientists effektivt studerat korrelationer. Optogenetics tar dig i väg från observation och korrelationer och tar dig till causality.

Denna begränsning är något som optogeneticsen som tilltalas för sätta in, och är mycket synergistic med alla annat härligt och foundational arbete i neuroscience. Den ger celltypnoggrannheten och rusar också som föregående att närma sig inte kunde ganska ge.

Ska Vilken aspekt av optogeneticsen dig täcker i din Wallace H. Coulter Föreläsa på Pittcon 2017?

Jag ska talar om att dyka upp inblick in i hur optogenetic proteiner sig själv fungerar. Jag förmiddagen faktiskt en de kemist och biochemist för och Jag har ägnat en raddatid över de förgångna åtta åren eller, så till överenskommelse kanaliserar dessa den lätt aktiverade jonen.

Dessa är proteinerna, som vi sätter in i celler för att göra dem att reagera för att tända, dem är härliga proteiner som avskiljs även från deras optogenetic applikationer. De kommer från alger och andra microorganisms låta djuren reagera för att tända, så på Pittcon, ska Jag talar om hur dessa proteiner fungerar, som ska är av detalj intresserar till molekylära typutredare.

Jag ska talar också om hur vår djupare överenskommelse av de proteiner har tillåtet oss som bygger nytt optogenetic att närma sig. Vi har varit kompetent att göra mutants och ny version av dessa proteiner, därför att vi har en djup strukturell och mechanistic överenskommelse av proteinet sig själv. Det har ledde oss till totalt nya sorter av optogeneticsexperiment. Jag ska talar om hur denna grundläggande kemi har ledde till nya framflyttningar i neuroscience.

Ska Vad annat dig diskuterar i ditt samtal? Ska dig diskuterar KLARHETSmetoden?

För en tid sedan, finns det ett raddaarbete på KLARHET och alla metoder som har kommit från den och, så Jag ska samtal om det som väl. Vilket folk för en radda är att göra som är inklusive applicerar mitt egna labb, teknikerna in i en allmänningworkflow.

När du har etablerat, är en särskild celltyp viktig i uppförandet av en djur användande optogenetics, dig kan därefter erhålla knyter kontakt av de samma celler genom att använda KLARHET. Det möjliggör dig för att se connectivityen, gå runtdiagrammet, av de samma celler som du vet är viktig i aktiviteten orsaka uppförande. Det är ett stort kliver framåtriktat, och labb för en radda använder denna teknik, det har hjälpt oss att starta till flyttningen in mot med en integrative överenskommelse av hur neural strömkrets ger löneförhöjning till komplexa uppföranden.

Har Vilka tekniker varit viktigast till ditt arbete?

Dessa dagar använder vi en raddaoptik som avbildar, electrophysiology, och uträkninganalys och de har blivet viktigt skapa som bestämt är härligt, men komplexa data strömmer att vi kunde inte ens föreställa för.

Från en singelmus som vi får terabytes av strukturella och aktivitetsdata och därefter, när vi startar att göra talrika experiment och att testa dynamik för en raddabefolkning som är utstuderad över många djur, detta, får vara ganska utmana, och, så vi behöver mycket avancerade uträkningmetoder, som har varit viktiga för.

Hur har framflyttningar i teknologi fått effekt din forskning?

Vi har hjälpt push saker för en radda framåtriktat, men en radda som den har byggt på banbrytande arbete i andra discipliner, till exempel, laser. Framflyttningarna i laser och LEDDE teknologi har varit extremt viktiga för optogenetics.

Rusa Higher beräkning, GPU-apparater, molnet som beräknar och flyttar fram därefter, i genetik som väl. Grundläggande virology har varit också mycket värdesaken.

En radda vad vi har varit kompetent att göra, om även vi hade, önskade till, oss kunde inte ha gjort den 20 år sedan, därför att dessa annat understödja sätter in inte hade nett deras statliga ström.

Vad skulle mer ytterligare utvecklingar dig som var lik att se?

Vi får bättre på att matcha eller exakt att förändra sig naturligt - uppstå mönstrar av aktivitet. Vi kan leka i några mönstrar av aktivitet som vi önskar, men är ifrågasätta hur gör nära som liknar ett naturligt mönstrar?

Att svara, som ifrågasätter, har du först fått avkänna naturligt mönstrar för att se vad händer naturligt. Vi har fått mycket bättre på det och så dessa dagar som du kan nu matcha naturligt - uppstående aktivitet mönstrar genom att använda optogenetics, och det är något Jag skulle något liknande för att se mer av.

Det kräver ännu en union av sätter in av att avbilda för kombination, samlingen av ljust, med att leka in eller att ge lätt, och göra, att all till och med den samma apparaten och det samma systemet på en hög hastighet och även i ett stängt kretsa, dana som är mycket kraftig.

Är Vad dig som framåtriktat ser till på Pittcon 2017?

Jag gillar de breda, tvärvetenskapliga kvantitativa mötena, var Jag kan lära olik saker, kanske inte något den I-förmiddag som specifikt söker efter. Jag ser framåtriktat till det mer än något och precis att få utsatt till något som skulle för att inte vara i min det normalabana.

Vilken Pittcon Kan göra för Dig från AZoNetworkVimeo.

Är Vad din framtida forskning planerar?

Vi önskar flyttande fram optogenetics och KLARHET för uppehälle, och genom att använda dem samman med målet av överenskommelse, hur lämpliga och som anpassar sig illa uppföranden uppstår från, gå runt aktivitet mönstrar. Det finns ett lott mer som ska göras.

Som en psykiater ifrågasätter får Jag förmiddagen som hoppas, att vi kan fortsätta överenskommelse dessa djupa, om ångest, fördjupningen, narkotikaberoende och till ett jämnt var vi kan få till naturen av en tålmodigs problem mycket exakt. Därefter kan att följa detta med individualized behandlingar, men detta vara mycket sedermera.

Vi önskar att vara kompetent till den förgångna flyttningen otydligheten och att vara kompetent att precisera exakt biologin bak vilka tålmodig lider intensely från. Detta ska är ett stort kliver framåtriktat för tålmodina, familjerna och samhället.

Var kan avläsare finna mer information?

Om Pittcon

Pittcon® är ett registreringsvarumärke av Den Pittsburgh Konferensen på Analytisk Kemi och den Applicerade Spektroskopin, Pennsylvania en icke-kommersiell organisation. Co-Sponsrat av SpektroskopiSamhället av Pittsburgh och Samhället för Analytiska Kemister av Pittsburgh, är Pittcon den första årliga konferensen och utläggningen på laboratoriumvetenskap.

Intäkter från utbildning för Pittcon fondvetenskap och överstiger jämnar alls, dagiset till och med vuxen människa. Pittcon donerar mer, än miljon dollar om året som ger finansiell och administrativ service för olik vetenskap, överstiger för vetenskapsutrustning för aktiviteter inklusive lån, forskninglån, stipendier och praktikar för deltagare, utmärkelsear till lärare och professorer, och lån till offentlig vetenskap centrerar, arkiv och museer.

Besök pittcon.org för mer information.