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Las ayudas comunes de las algas ilustran el trazado de circuito eléctrico del cerebro mamífero
Fecha del artículo: 24 Abr de 2007 - 19:00 PDT
Los ratones que células de cerebro responden a un flash de la luz están proporcionando la penetración en las complejidades del sentido del olor y pueden rendir en última instancia una comprensión mejor de cómo los trabajos de cerebro humanos.
Los investigadores en el centro médico de Duke University y el instituto médico de Howard Hughes han dirigido una tensión de los ratones que células de cerebro olfativas “encender” cuando está expuesto a la luz. Esto fue lograda insertando en las células un gene naturalmente presente en las algas verdes a que “gira” cuando está expuesto a la luz y permite las algas nadar hacia la luz.
Cuando los investigadores brillaron la luz en las áreas del cerebro implicado en olor, podrían seguir en tiempo real qué áreas del cerebro reaccionaban y donde las señales fueron considerando diferencias en la corriente eléctrica que indicó la presencia del gene de las algas.
“Este trabajo proporciona un nuevo método en los animales vivos que definirán el acercamiento experimental para estudiar del trazado de circuito de los nervios mamífero en la década que viene,” dijo a Michael Ehlers, M.D., Ph.D., neurobiólogo del duque e investigador médico del instituto de Howard Hughes.
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Los investigadores publicaron sus resultados en la neurona del diario. La investigación fue apoyada por los institutos nacionales de la salud y el instituto médico de Howard Hughes.
“Este modelo del ratón y sus variantes futuras marcan el primer uso de la activación ligera genético producida en el estudio del cerebro mamífero intacto, y creemos que este avance en traz del circuito del nervio será a la neurobiología qué tecnología microarray ha estado a la ciencia genomic -- una brecha fundamental,” Ehlers dijo. La tecnología de Microarray permite a científicos defender millares de genes inmediatamente para buscar racimos de los genes que se pueden implicar en enfermedad.
Aunque hay muchos acercamientos a estudiar cómo diversas células del nervio en el cerebro reaccionan a los estímulos del ambiente, este modelo del ratón es el primer a poder proporcionar traz en tiempo real del trazado de circuito del cerebro en un mamífero vivo, intacto, los investigadores dichos.
El gene luz-que produce insertado en los ratones se toma del reinhardtii del Chlamydomonas del microorganismo de la agua-vivienda, que, como planta, necesita la luz del sol para la fotosíntesis. Las estructuras minúsculas del hairlike a lo largo del exterior de las algas lo propulsan hacia la luz. Estas estructuras son controladas por channelrhodopsin-2, un “canal supuesto del ion,” que reaccione a la luz estimulando el movimiento hacia él.
Mientras que los investigadores han utilizado previamente channelrhodopsin-2 en una variedad de experimentos en cultura de célula, el duque experimenta marca la primera vez que el gene que controlaba su acción se ha insertado en el maquillaje genético de un mamífero vivo, los investigadores dichos. Los ratones fueron creados por el colega Guoping Feng, Ph.D., profesor auxiliar de Ehlers de la neurobiología.
Los investigadores decidían probar los ratones primero en el sentido del olor, puesto que el sistema olfativo no sólo implica los circuitos de los nervios complejos pero también tiene un componente del comportamiento.
“La opinión del olor es absolutamente compleja,” Ehlers dicho. “El cerebro puede descifrar millares de olores que entren en la nariz, discriminatoria incluso el olor más leve y a menudo conjuración encima de memorias vivas. Deseamos saber el cerebro descifra la presencia de estos productos químicos en el aire y os damos vuelta tan en una opinión. Sigue siendo absolutamente misteriosa.”
Ehlers dijo que aun cuando estos experimentos vertieron la nueva luz en los funcionamientos internos del sistema olfativo, su significación más grande es que proporcionaron la prueba del principio que este nuevo modelo se puede utilizar para estudiar una variedad amplia de preguntas que implican el cerebro.
“Hay muchos de las herramientas que funcionan bien en sistemas más simples o en células aisladas del nervio, pero los resultados son a menudo difíciles de traducir a un cerebro mamífero intacto,” Ehlers dicho. “Este nuevo modelo abre las avenidas nuevas enteras para el estudio. Podemos alcanzar un futuro donde lesiones del cerebro, el daños de la médula espinal, la pérdida de la neurona en la enfermedad de Alzheimer, o aún la depresión son tratados por la óptica de fibra que entrega la luz a las poblaciones genético definidas de las células del nervio.
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Otros miembros del equipo eran Benjamin Arenkiel, Joao Peca, Ian Davison, Catia Feliciano y George Augustine de duque y de Karl Deisseroth de la universidad de Stanford.
Contacto: Richard Merritt
Centro médico de Duke University
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