Новые инструменты повысят точность визуализации мозга мыши

Вот главный вопрос современной нейробиологии: как структура и активность мозга связаны с функцией? Один из основных способов изучения нейробиологами динамики этих отношений – измерение нейронной активности с помощью флуоресцентной визуализации в мозгу мыши, процесс, который затрудняется из-за плотности ткани мозга и ее переплетенных и перекрывающихся нервных волокон. Исследователи из Института Бака совместно с коллегами из Калифорнийского университета в Сан-Франциско разработали инструменты, которые упрощают постановку этого важного вопроса, делая визуализацию нейронных цепей более простой и точной. Результаты опубликованы в Neuron .

Под руководством доцента Бака Дженнифер Гаррисон, доктор философии, исследователи использовали рибосому, большую «машину» внутри клетки, которая производит белки, чтобы закрепить сенсоры в теле клетки, или «сому». Нейроны имеют уникальную архитектуру с волокнами, которые отходят от сомы, называемыми аксонами и дендритами. Эти волокна часто составляют более 90% объема клетки. Когда флуоресцентные белки распространяются по всем частям нейрона и этот нейрон встроен в ткань мозга, которая плотно упакована другими нейронами и их смешанными ветвями, может быть сложно отделить сигналы от отдельных клеток.

В этом исследовании исследователи показали, что нанотело, привязанное к субъединице рибосомы, можно использовать для улавливания зеленого флуоресцентного белка (GFP) в соме и исключения его из аксонов и дендритов, что позволяет напрямую визуализировать ранее необнаруживаемые низкие уровни флуоресценции. Они также прикрепили к рибосоме генетически закодированные сенсоры кальция (GCaMP), чтобы удерживать их в теле клетки. Каналы кальция открываются, когда нейрон активирован, делая изменения в уровне кальция косвенным показателем активности нейронов. Новый инструмент riboGCaMP может отслеживать динамику кальция в сомах смешанных нейронов, устраняя при этом перекрестные помехи от запутанных сетей нервных волокон в ткани.

«Это поворот, который добавляет функциональность к существующему набору инструментов молекулярной визуализации, используемому нейробиологами», – сказал Гаррисон, добавив, что современные методы визуализации часто требуют использования многих аналитических инструментов для очистки данных визуализации после их сбора. «У мышей он решает проблему избавления от фоновой флуоресценции и ложной активности, исходящей от окружающих аксонов и дендритов. Мы думаем, что это будет широко полезно для сообщества, что очень интересно».

Гаррисон говорит, что рибо-GCaMP можно использовать для долгосрочных экспериментов по визуализации мозга мышей , учитывая, что рибосома надежно экспрессируется с течением времени в теле клетки. «Можно вернуться назад и визуализировать одни и те же нейроны на срок до шести месяцев, что действительно полезно при визуализации живого животного – это позволяет нам продольно отслеживать нейронную активность одного и того же животного, вместо того, чтобы смотреть на разные когорты с течением времени «.

Этот инструмент также работает с нематодным червем C. elegans, обеспечивая визуализацию всего мозга с более быстрой кинетикой и более яркой флуоресценцией. В настоящее время в большинстве изображений мозга червя используются GCaMPs, локализованные в ядре, которое находится дальше от синапса, где происходит нейрональная передача. «И в мозге червя, и у мыши вы можете измерять нейронную активность на уровне популяции. У червей вы можете смотреть на всю динамику нейронов на уровне всего мозга, что является ключом к пониманию того, как функционируют нейронные цепи», – сказал Гаррисон.

услуги нутрициологаАвтор сайта и статей: Наталья Степанова, нутрициолог-психолог, консультант по питанию и коррекции веса. Подробнее обо мне

Я в соц. сетях: Vk, Instagram.

Рейтинг
Еще статьи нутрициолога:
Adblock
detector