Los científicos ahora han descrito la ingeniería de un indicador de voltaje basado en proteínas fluorescentes de color rojo brillante, que proporciona vías para comprender los trastornos neurológicos complejos. Designado como FlicR1 indicador fluorescente para imágenes de voltaje rojo, estos indicadores permiten obtener imágenes de la actividad eléctrica de muchos genéticamenteneuronas dirigidas con alta resolución espacial y temporal.
Dirigido por la Universidad de Alberta con el apoyo de colegas de Harvard y Yale, FlicR1 tiene suficiente velocidad y sensibilidad para informar potenciales de acción única y fluctuaciones de voltaje a frecuencias de hasta 100 Hz en grabaciones de un solo ensayo con microscopía de campo amplio.¿Esto significa para el ciudadano promedio?
"Los trastornos neuronales tienen un impacto profundo y en constante crecimiento en la calidad de vida", dice el autor principal Ahmed Abdelfattah, candidato a doctorado en el Departamento de Química en la U de A, de las condiciones que van desde el Alzheimer hasta el Síndrome de Zellweger ytodo en el medio. Este nuevo descubrimiento puede literalmente ayudar a destacar algo que ha salido mal en el cerebro humano que tiene aproximadamente 80 mil millones de neuronas que se organizan en circuitos elaborados que forman la base de la integración sensorial, la coordinación motora y las funciones cerebrales superiores.
"Estos trastornos neuronales no se entienden completamente debido a la capacidad limitada para definir su base molecular subyacente", continúa Abdelfattah. "Una cuestión que conspira para limitar nuestra comprensión es nuestra incapacidad para visualizar fácilmente la función y la comunicación dentro de las poblaciones de células neuronales".a resoluciones de aproximadamente 1/1000 de milímetro ". Abdelfattah explica que para lograr imágenes funcionales a esta resolución, el equivalente a 100 veces más pequeño que el diámetro de un cabello humano, debemos recurrir a imágenes ópticas usando sondas fluorescentes quepuede cambiar su color o intensidad cuando se activa una neurona en particular.
FlicR1 el nuevo biosensor de voltaje, traduce con éxito las señales eléctricas entre las neuronas en fluorescencia que se puede medir fácilmente utilizando la microscopía de fluorescencia de campo amplio convencional. "Esto nos permite 'ver los mensajes' a medida que se transmiten a través del sistema nervioso"dice Abdelfattah. "Más importante aún, podemos ver estos mensajes con FlicR1 en la resolución temporal más alta posible: un potencial de acción único o 1/1000 de segundo. Prevemos que FlicR1 y su progenie futura se pueden usar para desentrañar la base funcionalde los trastornos neuronales con más detalle y nos capacita para desarrollar nuevos tratamientos ".
Abdelfattah está trabajando en el laboratorio de Robert Campbell en la Universidad de Alberta, uno de los pocos lugares en el mundo donde se están desarrollando herramientas optogenéticas. Campbell recibió la Medalla Rutherford Memorial por la Royal Society of Canada en 2015 para reconocer sudestacada investigación en química. Es una autoridad internacional en el desarrollo y la aplicación de proteínas fluorescentes para la obtención de imágenes de células vivas.
"El indicador de voltaje de proteína fluorescente roja brillante y rápida que informa la actividad neuronal en cortes de cerebro organotípicos" se publica en el 24 de febrero de 2016 Revista de Neurociencia .
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Materiales proporcionados por Universidad de Alberta . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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