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178彩票平臺 :科學家使用專門的熒光蛋白來研究

2019-05-24 11:25:14 健康食品94℃

  ?科學家使用專門的熒光蛋白來研究神經細胞的活動

  2010年5月6日

  肉眼看不到電流 - 至少它們是通過金屬電纜流動的。然而,在神經細胞中,科學家能夠使電信號可見。來自瑞士和日本的專家與來自海德堡馬克斯普朗克醫學研究所的科學家成功地使用了一種專門的熒光蛋白來觀察活小鼠神經元的電活動。在里程碑研究中,科學家能夠應用該方法觀察動物行為期間神經細胞的活動。 (神經回路的前沿,2010年4月29日)神經元通過所謂的動作電位相互通信。在動作電位期間,電壓門控鈣通道打開,導致鈣離子快速流入。由于這種緊密耦合,熒光鈣指示蛋白可以顯示動作電位。這些蛋白質有兩個熒光亞基,其中一個發出黃光,另一個發藍光。當蛋白質結合鈣時,黃色與藍色光的比例發生變化。從藍光到黃色的顏色變化因此報告了不同的鈣水平 - 這就是為什么蛋白質被稱為“cameleon”。

   光學測量動作電位與攝像機蛋白YC3.60,一種相當新的變體,科學家成功地記錄了反應神經細胞對小鼠完整腦中的感覺刺激的影響:每當胡須被一陣空氣偏轉時,皮質感覺區域的神經細胞中的cameleon蛋白質就會發生顏色變化。因此可以推斷出受影響的細胞已經通過動作電位對刺激作出反應。 “cameleon蛋白YC3.60使我們能夠測量不僅在腦切片中,而且在完整大腦中的動作電位。該分子快速且靈敏地反應,并且還捕獲以快速順序發生的鈣濃度的變化,“馬克斯普朗克醫學研究所的Mazahir Hasan解釋說。科學家們能夠研究單細胞和整個神經細胞群的活動。因此,YC3.60被證明是用于研究不同水平的神經組織的合適工具:一方面,我們可以監測鈣的波動以推斷神經細胞內的動作電位。更有利的是,我們可以同時測量神經網絡或整個大腦區域的活動,“ Mazahir Hasan說。因此,科學家們想要做的下一步是選擇性地將cameleon蛋白質引入特定的皮質層或不同類型的神經細胞。 “那么我們就可以了解大腦回路中不同的神經細胞如何產生復雜的行為”。 Mazahir Hasan希望如此。相關故事美國宇航局的科學家發現了阿爾茨海默氏癥中神秘細胞死亡的可能解釋,帕金森病中有三分之一的成年人錯過了蛋白質,發現研究高蛋白和低熱量飲食可以幫助老年人安全減肥,顯示研究沒有電極測量相同的蛋白質可能因此發生革命性變化研究大腦中的電活動。迄今為止,科學家能夠做到這一點的唯一方法是將電極插入神經組織或細胞。這種電極技術對細胞特性是盲目的,并且會破壞組織。相比之下,使用玻璃纖維作為光導體或借助于現代熒光顯微鏡(稱為雙光子激光掃描顯微鏡),可以在侵入性較小的程序中觀察到cameleon蛋白的顏色變化。此外,cameleon蛋白可以是由細胞自身形成提供了相應的DNA片段已經提前插入基因組中。在科學家們進行的實驗中,病毒作為將cameleon蛋白的遺傳信息走私到神經細胞中的工具。由Mazahir Hasan領導的國際科學家小組首次證明,類似的基因探針能夠以獨特的活動模式成功檢測哺乳動物大腦中的自然感覺(如嗅覺和觸覺)(Hasan et al。,2004)而且,更重要的是,單細胞,單動作電位分辨率(Wallace et al。,2008)。在目前的研究中,它們已達到另一個這是一個重要的里程碑,因為它們證明了在自由移動的老鼠行為期間,攝像機YC3.60可用于記錄大量神經細胞的活動。

  此外,它非常適合長時間記錄來自相同動物的相同神經細胞的活動,并且應該幫助科學家了解網絡活動模式如何形成以編碼不同的經歷和動物行為。利用光來研究大腦的這些新進展為我們提供了一個獨特的機會來研究記憶是如何形成和丟失的,此外,神經細胞活動模式在衰老的情況下以及神經系統疾病中的變化時間和地點也會發生變化。阿爾茨海默病,帕金森病和精神分裂癥。來源:Max-Planck-Gesellschaft

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