El sistema nervioso de un animal puede estudiarse cortándolo en capas delgadas; sin embargo, esto inevitablemente conduce a la destrucción de las estructuras celulares en el tejido. Analizar conexiones nerviosas complejas es casi imposible. El método mucho más elegante esla llamada "limpieza" óptica de los diversos tejidos mediante procesos químicos que hacen que el animal sea transparente. Las estructuras interesantes en el tejido pueden marcarse y analizarse selectivamente.
En la Universidad Tecnológica de Viena, ahora se ha desarrollado un método de limpieza que se puede aplicar a los insectos, lo cual es una tarea particularmente difícil. Con un microscopio de lámina de luz mejorado un llamado ultramicroscopio, ahora es posibletome imágenes de grandes muestras de tejido nervioso y tome imágenes de alta resolución de redes neuronales complejas que han sido etiquetadas con moléculas fluorescentes. El nuevo método ha sido publicado en la revista Comunicaciones de la naturaleza .
Moléculas fluorescentes
"Podemos aprender mucho sobre el sistema nervioso de los animales mediante el uso de la ingeniería genética para insertar moléculas especiales en los tejidos nerviosos, que luego se pueden hacer fluorescentes", dice Marko Pende, estudiante de doctorado en TU Wien Viena.La gran pregunta es cómo se pueden obtener imágenes de estas moléculas fluorescentes sin dañar el tejido.
Un método que se ha utilizado con gran éxito es la ultramicroscopia. El tejido transparente se ilumina con un rayo láser, que se ensancha con elementos ópticos especiales, creando una superficie plana de luz bidimensional. Esta superficie penetra en el tejido e ilumina esos fluorescentesmoléculas que se encuentran exactamente en ese plano. Capa por capa, el tejido puede analizarse con esta hoja de luz, creando un modelo tridimensional a partir de los marcos bidimensionales de la computadora.
"Nos centramos en la mosca de la fruta Drosophila melanogaster porque es de particular interés para la investigación del sistema nervioso. Desafortunadamente, es particularmente difícil desarrollar un método de limpieza adecuado para los insectos ", explica Marko Pende." Para que el tejido se vuelva transparente, debe tratarse con especialquímicos, y en los tejidos de los insectos, estos químicos siempre han destruido las moléculas fluorescentes hasta ahora ". Además, el tejido de los insectos contiene quitina, que difícilmente puede hacerse transparente. Además, Drosophila tiene pigmentos particularmente robustos en sus ojos.
El equipo de TU Wien Viena, junto con la Universidad de Viena y la Universidad de Medicina, logró encontrar una manera de hacer Drosophila vuela completamente transparente sin destruir las moléculas marcadoras fluorescentes. Esto se logró con la ayuda de mezclas químicas mejoradas. "Es un importante paso adelante para Drosophila comunidad de investigación ", dice el profesor Thomas Hummel del Departamento de Neurobiología Universidad de Viena.
Las imágenes fueron posibles gracias a la investigación pionera de Saiedeh Saghafi TU Wien. Fue capaz de mejorar significativamente el ultramicroscopio: la lámina de luz, con la que se ilumina el plano capa por capa, solía tener un grosor de aproximadamente 10 micras.El ultramicroscopio mejorado ahora produce láminas de luz uniformes de solo 3 m de espesor sobre un área grande. Además, el microscopio estaba equipado con una lente adicional, que cambia el punto focal, como un par de anteojos: "Hasta ahora, solo podíamos enfocarnos en el área externa del tejido, ahora podemos observar el tejido con un centímetro de profundidad y aún así obtener imágenes nítidas ", dice el profesor Hans Ulrich Dodt, jefe del Departamento de Bioelectrónica TU Wien."Permitirá imágenes impresionantes de alta resolución que nos brindarán información importante sobre la forma en que Drosophila el sistema nervioso funciona ".
El comportamiento de Connectome y Fruit Fly
La nueva técnica ahora debería ayudar a estudiar el llamado "conectoma" de Drosophila . El conectoma es la disposición de las interconexiones en todo el sistema nervioso, el "diagrama de circuito eléctrico" del animal. Este diagrama de circuito puede relacionarse con patrones de comportamiento de Drosophila .
Además, Drosophila es ideal para analizar genes que conducen a enfermedades neurodegenerativas en humanos, como la enfermedad de Alzheimer y Parkinson. Las moscas transparentes ahora brindan una oportunidad única para comprender los cambios complejos en varias áreas del sistema nervioso durante la neurodegeneración.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Tecnológica de Viena . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cite esta página :