Gero Miesenböck fue el primero en insertar un interruptor de encendido / apagado controlado por luz en las células cerebrales. Su método pionero permite a los científicos encender y apagar las células nerviosas selectivamente y observar cómo cambia el comportamiento de, por ejemplo, moscas de la fruta o ratonesComo resultado, los investigadores pueden aprender en un proceso paso a paso qué comportamiento controlan los circuitos cerebrales estudiados y qué sale mal en la enfermedad. Por su método, aclamado como un "avance de la década", el profesor Gero Miesenböck dela Universidad de Oxford recibirá el Premio Heinrich Wieland de 100.000 euros de la Fundación Boehringer Ingelheim en Munich el 6 de noviembre de 2015.
La optogenética, derivada de la óptica el estudio de la luz y la genética el estudio de la herencia, ha puesto botas de siete ligas en los pies de la investigación del cerebro. Ha demostrado qué células nerviosas nos despiertan y ha ayudado aaclarar cómo la cocaína y otras drogas reprograman el sistema de recompensa del cerebro. Los investigadores lo han utilizado para restaurar los recuerdos perdidos, demostrando que en algunos casos la memoria en sí sigue intacta y solo su recuperación está deteriorada. La optogenética ha revelado que la base neuronal paraEl comportamiento "masculino típico" también se duerme dentro del cerebro femenino. Y en ratones con la enfermedad de Parkinson, ha convertido la marcha típica en pasos seguros una vez más. Este año, los investigadores utilizarán la optogenética por primera vez para intentar restaurar la visión en personas ciegas.
Para hacer frente a los desafíos de la vida, diferentes tipos de células nerviosas en los cerebros de los animales, y de los humanos, se conectan entre sí en circuitos. Estos circuitos comparan las señales entrantes, miden el tiempo, almacenan recuerdos, etc.de estos circuitos trabajan juntos, pueden dominar tareas complejas, como elegir entre comprar el jersey rojo y ahorrar para esas vacaciones en la playa.
Gracias al método optogenético de Miesenböck, podemos estudiar dichos circuitos con mucha más precisión que antes, y en el cerebro vivo. El enfoque proporciona algo parecido a una "varita mágica" para controlar diferentes tipos de células nerviosas dentro de circuitos intactos, a la velocidadde pensamiento
Recuerda bien el momento: a última hora de la tarde del 12 de junio de 1999, Miesenböck tuvo la inspiración que condujo al nacimiento de la optogenética. Modificó las células nerviosas genéticamente para que produjeran proteínas cuya actividad podría controlarse con la luz. Gracias a estointerruptores de proteínas, las células nerviosas respondieron a la iluminación con impulsos eléctricos. Sin embargo, Miesenböck necesitaba asegurarse de que solo las células que quería estudiar contenían los interruptores. Lo hizo acoplando los genes para los interruptores con secuencias de genes que solo están activas enlos tipos de células objetivo. Por lo tanto, solo los tipos de células de interés se volvieron sensibles a la luz ". El gran logro de Miesenböck fue insertar proteínas reguladas por la luz en tipos de células específicas y así allanar el camino para encender y apagar las células nerviosas de manera rápida, simple y confiablePor eso lo hemos seleccionado como el ganador del Premio Heinrich Wieland 2015 ", dice el profesor Wolfgang Baumeister, presidente del comité de selección científica del Heinric.h Premio Wieland.
"Desde el momento en que realizamos nuestros primeros experimentos exitosos, sabía que este método nos proporcionaría nuevos tipos de información sobre el cerebro. Pero la velocidad a la que se ha extendido y mejorado por otros investigadores todavía me sorprende", dice Miesenböck"Hoy en día, todos los demás grupos de investigación en neurobiología utilizan la optogenética para responder preguntas tales como cómo nuestro cerebro toma decisiones, por qué nos sentimos deprimidos y qué determina nuestro apetito".
Antes de la optogenética, los investigadores podían controlar una sola célula o todas las células y tipos de células dentro de una región cerebral determinada mediante la implantación de electrodos. Ahora pueden apuntar a uno o varios tipos de células, incluso si se extienden por todo el cerebro. AOtra ventaja de la optogenética es que las señales luminosas pueden activarse y desactivarse a la misma velocidad a la que operan las células nerviosas. A diferencia de otros métodos, permite a los investigadores influir directamente en los circuitos cerebrales y, por lo tanto, también en el comportamiento de los animales, como demostró Miesenböck paraprimera vez en 2005. Desde su primer uso en cultivo celular en 2002, Miesenböck y otros investigadores han desarrollado y mejorado la idea original. Hoy en día los investigadores usan interruptores sintonizados a diferentes longitudes de onda para estudiar varios tipos de células y su interacción al mismo tiempo.Para leer más sobre el método, consulte el cuadro de información sobre optogenética.
Con motivo de la ceremonia de presentación el 6 de noviembre de 2015, la Fundación Boehringer Ingelheim celebrará un simposio científico sobre optogenética en el Palacio de Nymphenburg en Munich, Alemania. Además de una charla del destinatario del Premio Heinrich Wieland 2015, allíHabrá conferencias del profesor Christian Lüscher, el profesor Botond Roska y el profesor Arthur Konnerth sobre su trabajo en optogenética, adicción, enfermedad de Alzheimer y curas para la ceguera. Los tres oradores son científicos de renombre internacional en sus respectivos campos.por el profesor ganador del Premio Nobel Bert Sakmann. Se adjunta el programa del simposio en inglés.
Gero Miesenböck - el galardonado
Gero Miesenböck estudió medicina en la Universidad de Innsbruck, Austria, y realizó una investigación postdoctoral en el Centro de Cáncer Memorial Sloan-Kettering, Nueva York, EE. UU. Antes de unirse a la facultad de la Universidad de Cornell y la Universidad de Yale, EE. UU.Universidad de Oxford, Reino Unido, en 2007, donde ahora es profesor Waynflete de Fisiología y director fundador del Centro de Circuitos y Comportamiento Neurales.
Optogenética - el método
Para encender y apagar células nerviosas específicas usando luz, Gero Miesenböck inicialmente transfirió tres genes diferentes de moscas de la fruta al cerebro de los ratones. Tan revolucionario como era el concepto, su primera aplicación fue engorrosa y la reacción de las células se retrasó varios segundosSin embargo, dentro de unos años, Miesenböck y otros investigadores encontraron formas de controlar la actividad de las células nerviosas en intervalos de milisegundos mediante la transferencia de un solo gen.
Hoy, los investigadores usan una clase de proteínas llamadas canalrodopsinas como interruptores. Estas proteínas provienen de organismos unicelulares, hongos y algas. A pesar de su origen primitivo, incluso las células de mamíferos pueden incorporarlas fácilmente en sus membranas. Como su nombre lo indica,estas proteínas forman canales dentro de la membrana celular que se abren en respuesta a la luz. Al ser activados por la luz, los iones fluyen dentro o fuera de la célula, dependiendo del tipo de canal. Estos flujos de iones hacen que la célula nerviosa comience o deje de dispararse.Con este mecanismo, los investigadores pueden activar o desactivar las células nerviosas alteradas a través de un impulso de luz externo.
Premio Heinrich Wieland - el premio
Este premio internacional rinde homenaje a investigaciones destacadas sobre moléculas y sistemas biológicamente activos en los campos de la química, la bioquímica y la fisiología, así como su importancia clínica. El premio de 100.000 euros lleva el nombre del Premio Nobel Heinrich Otto Wieland 1877-1957 yha sido otorgado anualmente desde 1964. Entre los premiados, seleccionados por un Consejo Científico de Fideicomisarios, se encuentran cuatro premios Nobel posteriores. Desde 2011, el premio ha sido otorgado por la Fundación Boehringer Ingelheim.
Fundación Boehringer Ingelheim - el donante
La Fundación Boehringer Ingelheim es una fundación benéfica. Fue establecida en 1977 por Hubertus Liebrecht 1931 - 1991, miembro de la familia de accionistas de la compañía Boehringer Ingelheim. La fundación tiene como objetivo apoyar un excelente trabajo científico en medicina, biología, química y farmacia. Con su Programa de Perspectivas PLUS 3 y las Becas de Exploración, la fundación apoya a los líderes de grupos juveniles. También proporciona fondos de 100 millones de euros durante diez años para apoyar el funcionamiento científico del Instituto de Biología Molecular IMB y50 millones de euros para el desarrollo de las ciencias de la vida en la Universidad de Mainz. La fundación también otorga el Premio Heinrich Wieland y el Premio Boehringer Ingelheim por su destacada investigación en medicina clínica y teórica en la Universidad de Mainz.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Fundación Boehringer Ingelheim . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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