Mokslininkai piešia įvairiaspalvį smegenų atlasą

NeuroPAL kirminas suvyniotas į O formą, o galva ir uodega yra žiedo viršuje. Kiekvieną neuroną (spalvotus taškus) galima atpažinti iš jo spalvos. Spalvos pridedamos prie fluorescuojančių baltymų, naudojant naujai sukurtą genų inžinerijos metodiką. Autorius: Eviataras Yemini

Nauja Kolumbijos tyrėjų sukurta technika, žinoma kaip NeuroPAL, padeda sutrikdyti nervinių tinklų dinamiką mikroskopinių kirminų nervų sistemoje.

Žmogaus smegenyse yra apie 86 milijardai neuronų arba nervų ląstelių, susipynusių apytiksliai 100 milijardų jungčių arba sinapsių. Kiekviena ląstelė turi savo vaidmenį, kuris padeda judinti raumenis, apdoroti aplinką, formuoti prisiminimus ir daug daugiau.

Atsižvelgiant į didelį neuronų ir ryšių skaičių, vis dar nežinome, kaip neuronai veikia kartu, kad paskatintų refleksiją ar elgesį.

Dabar Kolumbijos mokslininkai sukūrė spalvinimo būdą, vadinamą „NeuroPAL“ (neuronų polichromatiniu orientyrų atlasu), kuris bent jau eksperimentuodamas su Caenorhabditis elegans (C. elegans), kirminų rūšis, dažniausiai naudojama biologiniuose tyrimuose – kiekvienam kirmino galvoje esančiam neuronui identifikuoti.

Jų tyrimai rodomi žurnale Langelis.

„NeuroPAL“, kuris naudoja genetinius metodus, norėdamas „dažyti“ neuronus fluorescuojančiomis spalvomis, mokslininkams pirmą kartą leidžia identifikuoti kiekvieną gyvūno nervų sistemos neuroną, kartu užfiksuojant visą nervų sistemą.

„Nuostabu„ stebėti “visą nervų sistemą ir pamatyti, ką ji veikia“, – sakė Oliveris Hobertas, Kolumbijos biologijos mokslų katedros profesorius ir pagrindinis Howardo Hugheso medicinos instituto tyrėjas. “Sukurti vaizdai yra stulbinantys – kirmino kūne kaip žvakių šviesa tamsioje naktį atsiranda puikių spalvų dėmių.”

Tyrimams atlikti mokslininkai sukūrė dvi programines programas: vieną, kuri identifikuoja visus neuronus spalvinguose „NeuroPAL“ kirminų atvaizduose, ir antrąją, kuri perkelia „NeuroPAL“ metodą už kirmino, suprojektuodama optimalias spalvas galimiems metodams, leidžiantiems nustatyti bet kurio organizmo ląstelių tipą ar audinį tai leidžia atlikti genetines manipuliacijas.

„Mes naudojome„ NeuroPAL “, kad užregistruotume smegenų veiklos modelius kirmėlėje ir iššifruotume nervų sistemą darbe“, – sakė Eviataras Yeminias, Kolumbijos biologijos mokslų katedros mokslų daktaras ir pagrindinis tyrimo autorius.

Nes neuronų spalvos yra nudažytos DNR ir susietos su specifiniais genais, spalvos taip pat gali būti naudojamos nurodant, ar ląstelėje yra šių specifinių genų.

Tyrėjų teigimu, šios technikos naujumą netrukus gali užgožti atradimai, kurie tai leidžia. Jiems Langelis leidinyje, Hobertas ir „Yemini“ išleido „NeuroPAL“ mokslo bendruomenei, o jau paskelbti keli tyrimai, parodantys priemonės naudingumą.

„Galimybė atpažinti neuronus ar kitų tipų ląsteles naudojant spalvą gali padėti mokslininkams vizualiai suprasti kiekvienos biologinės sistemos dalies vaidmenį“, – sakė Yemini. “Tai reiškia, kad kai sistemoje kažkas negerai, tai gali padėti nustatyti, kur įvyko gedimas.”

Nuoroda: „NeuroPAL: daugiaspalvis atlasas viso smegenų neuronų identifikavimui C. elegans“Autoriai Eviataras Yemini, Albertas Linas, Aminas Nejatbakhshas, ​​Erdemas Varolis, Ruoxi Sunas, Gonzalo E. Mena, Aravinthan DT Samuelis, Liamas Paninskis, Vivekas Venkatachalamas ir Oliveris Hobertas, 2020 m. Gruodžio 29 d., Langelis.
DOI: 10.1016 / j.cell.2020.12.012

Tyrimo bendradarbiai yra Liamas Paninskis, Kolumbijos universitetas; Vivek Venkatachalam, Šiaurės rytų universitetas; ir Aravinthanas Samuelis, Harvardo universitetas. Tyrimų finansavimą skyrė Howardo Hugheso medicinos institutas, Nacionaliniai sveikatos institutai, Nacionalinis mokslo fondas, „Simons“ bendradarbiavimas pasaulinėse smegenyse, Getsbio labdaros fondas, Harvardo duomenų mokslo iniciatyva ir Burroughso Wellcome fondas.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Naujos biologiškai įkvėptų, šviesą sugeriančių nanomedžiagų klasės sintezė

POSS-peptoido molekulės savaime susirenka į romboidinius nanokristalus. Paskola Stephanie King iliustracija Ramiojo vandenyno šiaurės vakarų nacionalinė laboratorija Gamtos įkvėpti Ramiojo vandenyno šiaurės...

Omega-3 derinimas su liaudies papildais gali pakenkti širdžiai

Gydytojai dažnai rekomenduoja omega-3, kurie padeda pacientams sumažinti cholesterolio kiekį ir pagerinti širdies sveikatą. Šie omega-3 gali būti iš riebių žuvų, tokių kaip...

Paviršių poveikis ploniems atominiams puslaidininkiams

Naudodami ultravioletinius spindulius, tyrėjai ištyrė 2-D puslaidininkių (violetinių) elektronines charakteristikas, nes duomenų žemėlapyje padidėja substrato sluoksnių (žalių) skaičius. Raudonas apskritimas žymi elektronines savybes, kurios...

Norėdami pagreitinti atradimą, didelio matmens infraraudonųjų spindulių mikroskopija išeina iš tinklelio

Plytelių rašto, naudojamo skenuoti C. elegans apvalųjį kirminą, pavyzdys. Netinklinis modelis suteikia atrankos algoritmui didesnį lankstumą greitai panaudojant dominančias sritis. Autoriai: Elizabeth...

Neįprastai vykdant pandemiją ir branduolinę gynybą galima apsaugoti žmones nuo nelaimių

Paleiskite „SM-3 Block IB“ perėmėją iš raketinio kreiserio „USS Lake Erie“ (CG 70). Kreditas: JAV karinis jūrų laivynas Gyvenimas Žemėje gali smarkiai ir greitai...

Newsletter

Subscribe to stay updated.