Los gusanos controlados con luz

Orden comportamiento de un ser vivo con la luz: los cambios genéticos en las neuronas de un pequeño gusano que se transforman en una marioneta, y permitir a los biólogos para estudiar el sistema nervioso.
» Adelante, girar, parar. Estanques de un huevo. » Estos comandos extraños a los investigadores del gusano son una realidad. Dos equipos al mismo tiempo publicaron su estudio en el efecto en el control del gusano Caenorhabditis elegans , con la luz. Una nueva demostración de las promesas de la optogenética, una técnica que, a través de la modificación genética, para sensibilizar a las células a la luz para activar o inhibir ellos

En ambos casos, los neurobiólogos han cambiado sus neuronas al uso de fragmentos de ADN de las algas, porque expresan dos proteínas sensibles a la luz. «Uno, el channelrhodopsine-2, activa la neurona en la presencia de la luz azul. El otro, el halorhodopsine inhibe la presencia de la luz amarillo-naranja, « dijo Andrew Leifer, la Universidad de Harvard, coautor de uno de los dos estudios [1] .

Como el gusano Caenorhabditis elegans es transparente con sólo 302 neuronas, los biólogos han sido capaces de desarrollar un sistema que permita (y la inhibición) a petición de uno o de las otras neuronas. Se el control y el comportamiento: el movimiento, la postura de huevos, y el sistema sensorial. Andrew Leifer y colegas utilizaron una luz láser que hace posible para iluminar un área de tamaño similar a la de una neurona, con un solo color. El equipo de Alejandro Gottschalk, de la Universidad de Frankfurt, procedió de forma diferente: «Hemos cambiado una pantalla LCD de proyector de video: proyecta imágenes que puede controlar simultáneamente hasta tres regiones del gusano y los dos colores [2]. «

Las neuronas se organizan

«Estas herramientas nos ayudarán a entender cómo las neuronas se organizan para formar una conducta», dice Claire Wyart, Instituto del cerebro y la médula espinal, en París. Trabajó durante cinco años en los optogenética control de pez cebra [3] . «Los optogenética surgió del trabajo de Peter Hegemann y Nagel Georg a finales de 1990 en la Universidad de Frankfurt. Se demostró que el desplazamiento de un alga unicelular con luz azul es debido a la expresión de una proteína que forma, en la pared de la célula, un canal activado por la luz. Ed Boyden, del MIT, y Karl Deisseroth, la Universidad de Stanford, y luego tuvo la idea de modificar las neuronas de los animales transgénicos para expresar estas proteínas y también se vuelven fotosensibles. « En un principio con los animales (gusanos transparentes, el pez cebra), luego con ratones, monos y pronto.

En los mamíferos, la luz se proporciona en una región del cerebro utilizando fibras ópticas implantados en el cráneo. «Las neuronas en los mamíferos son generalmente redundante, por lo que no puede dirigir una neurona. Sin embargo, podemos estudiar la dinámica de los circuitos neuronales «, dice Claire Wyart. Imagínese que algunos seres humanos optogenética uso para luchar contra ciertas enfermedades del cerebro, como el Parkinson, Claire Wyart siguen siendo escépticos. «En las zonas profundas del cerebro, son actualmente las herramientas de investigación básica . Pero esperamos que optogenética puede tratar la enfermedad de los ojos, que es fácilmente accesible a la luz. «

 

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