ابزار اپتوژنتیک ارگانیک ارتباطات مغز را روشن می کند

تیم تحقیقاتی ، که توسط پروفسور اوفر ییشار رهبری می شود ، از روش های اپتوژنتیک برای مطالعه سیگنال هایی که بین نورون ها از طریق سیناپس مغز موش های زنده عبور می کند ، استفاده می کند. یژار گفت: "ما می توانیم وجود انتقال دهنده های عصبی مختلف را تشخیص دهیم ، اما نورون های مختلف این انتقال دهنده های عصبی را" متفاوت "می خوانند. "Optogenetics ما را قادر می سازد نه تنها" جوهر "را ببینیم ، بلکه واقعاً" پیام "را رمزگشایی کنیم."

Yizhar دریافت که رودوپسین های موجود به اندازه کافی دقیق و پایدار نیستند تا تیمش بتواند بررسی کند چه سیگنالی از طریق سیناپس های مختلف عبور می کند. برای درک بهتر نقش های مسیرهای مختلف ، دانشمندان باید رودوپسینی را پیدا کنند که کنترل بیشتری به آنها بدهد. یژار گفت: "ما تصمیم گرفتیم به اطراف نگاه کنیم و ببینیم چه راه حل های طبیعی وجود دارد."

پس از بررسی تعدادی از پروتئین های رودوپسین آلی ، دانشمندان انتخاب خود را به یک رودوپسین از یک پشه محدود کردند. آنها برای ارزیابی اثربخشی انتخاب خود ، پروتئین پشه را در برابر دارویی آزمایش کردند که قدرت فعالیت سیناپسی را کاهش می دهد. آنها دریافتند که رودوپسین مشتق شده از پشه انتقال عصبی را در سلول های عصبی به همان اندازه موثر می کند و رودوپسین پایدارتر است.

برخلاف دارویی که قسمت های متعددی از مغز را تحت تأثیر قرار می دهد و کنترل آن دشوار است ، رودوپسین پشه فقط بر نورون هایی که سنسور پشه ها را هنگام تابش نور به آنها تولید می کند ، تأثیر می گذارد. با استفاده از رودوپسین مشتق شده از پشه ، دانشمندان قادرند فعالیت سیناپسی مغز را در فضا و زمان تعدیل کنند.

برای آزمایش اثربخشی ابزار اپتوژنتیک جدید ، دانشمندان از آن برای جلوگیری از انتشار انتقال دهنده عصبی دوپامین در یک طرف مغز موش ها استفاده کردند. هنگامی که آنها نور سبز به نیمکره مغز نشان دادند و رودوپسین پشه را بیان کردند ، یک سوگیری یک طرفه متمایز در رفتار موش ها مشاهده کردند.

یژار می گوید: "یکی از مزایای اصلی رودوپسین پشه این است که قابل دوقطبی است - یعنی نیازی به طراوت ندارد - و به طور بالقوه بسیار خاص است ، به طوری که ما می توانیم سیناپسهای دقیق مورد علاقه خود را کنترل کنیم." "این یک فناوری بسیار هیجان انگیز است ، زیرا به ما امکان می دهد نقش مسیرهای خاص در مغز را به روشی که قبلاً امکان پذیر نبود کشف کنیم. ما فکر می کنیم این پروتئین پشه می تواند راه را برای ایجاد یک خانواده کامل از ابزارهای جدید اپتوژنتیک برای استفاده در تحقیقات علوم عصبی باز کند. "

توانایی رودوپسین پشه در سرکوب انتقال عصبی بین نورون ها می تواند روش های اپتوژنتیک را برای مطالعه انتقال عصبی در مغز بهبود بخشد و در نهایت منجر به درمان های جدید و بهتری برای بیماری های عصبی و روانی شود.