Magneto: Γενετικά τροποποιημένη Πρωτεΐνη Ελέγχει εξ Αποστάσεως τον Εγκέφαλο και τη Συμπεριφορά
Magneto: Γενετικά τροποποιημένη Πρωτεΐνη Ελέγχει εξ Αποστάσεως τον Εγκέφαλο και τη Συμπεριφορά
Η «ζόρικη» νέα μέθοδος χρησιμοποιεί μια μαγνητισμένη πρωτεΐνη για να ενεργοποιήσει τα εγκεφαλικά κύτταρα γρήγορα, αναστρέψιμα και μη επεμβατικά
Από τη blogger (μεταφράστρια): το άρθρο αυτό αφορά επιστημονική δημοσίευση που έγινε το 2016 και πραγματεύεται την εισαγωγή στον οργανισμό ζώων (τότε, όπως αναφέρεται στη μελέτη…) ουσιών που μαγνητίζονται, με σκοπό να καταλήξουν σε στοχευμένα τμήματα του εγκεφάλου τους τα οποία στη συνέχεια θα ελεγχθούν εξ αποστάσεως, χειραγωγώντας τις λειτουργίες και αντιδράσεις τους.
Το 2016 τα πειράματα επάνω σε αυτή τη μέθοδο, η οποία περιλάμβανε μεταφορά των μαγνητικών ουσιών μέσω πρωτεϊνών, είχαν φέρει ήδη τα πρώτα εντυπωσιακά αποτελέσματα χειραγώγησης του εγκεφάλου και των αντιδράσεων.
24 ΜΑΡΤΙΟΥ 2016
Ερευνητές στις Ηνωμένες Πολιτείες έχουν αναπτύξει μια νέα μέθοδο για τον έλεγχο των εγκεφαλικών κυκλωμάτων που σχετίζονται με πολύπλοκες συμπεριφορές των ζώων, χρησιμοποιώντας γενετική μηχανική για τη δημιουργία μιας μαγνητισμένης πρωτεΐνης που ενεργοποιεί συγκεκριμένες ομάδες νευρικών κυττάρων από απόσταση.
Η κατανόηση του τρόπου με τον οποίο ο εγκέφαλος παράγει συμπεριφορά είναι ένας από τους απώτερους στόχους της νευροεπιστήμης – και ένα από τα πιο δύσκολα ερωτήματά της. Τα τελευταία χρόνια, οι ερευνητές έχουν αναπτύξει μια σειρά από μεθόδους που τους επιτρέπουν να ελέγχουν εξ αποστάσεως συγκεκριμένες ομάδες νευρώνων και να διερευνούν τη λειτουργία των νευρωνικών κυκλωμάτων.
Νευρώνες, αναπτύσσονται όλη μας την ζωή και τροποποιούνται ανάλογα με τα προβλήματα που λύνουν
Η πιο ισχυρή από αυτές είναι μια μέθοδος που ονομάζεται οπτογενετική (Optogenetics), η οποία επιτρέπει στους ερευνητές να αλλάξουν πληθυσμούς σχετικών νευρώνων σε μια κλίμακα χιλιοστού του δευτερολέπτου με παλμούς φωτός λέιζερ.
Μια άλλη πρόσφατα αναπτυγμένη μέθοδος, που ονομάζεται χημικογενετική (Chemogenetics), χρησιμοποιεί κατασκευασμένες πρωτεΐνες που ενεργοποιούνται από σχεδιασμένα φάρμακα και μπορούν να στοχεύσουν σε συγκεκριμένους τύπους κυττάρων.
Αν και ισχυρές, και οι δύο αυτές μέθοδοι έχουν μειονεκτήματα.
- Η οπτογενετική είναι επεμβατική, απαιτώντας την εισαγωγή οπτικών ινών που παραδίδουν στον εγκέφαλο τους παλμούς φωτός και, επιπλέον, ο βαθμός στον οποίο το φως διεισδύει στον πυκνό εγκεφαλικό ιστό είναι σημαντικά περιορισμένος.
- Οι χημικογενετικές προσεγγίσεις ξεπερνούν και τους δύο αυτούς περιορισμούς, αλλά συνήθως επιφέρουν βιοχημικές αντιδράσεις που χρειάζονται αρκετά δευτερόλεπτα για να ενεργοποιήσουν τα νευρικά κύτταρα.
Η νέα τεχνική, που αναπτύχθηκε στο εργαστήριο του Ali Güler στο Πανεπιστήμιο της Βιρτζίνια στο Charlottesville, και περιγράφεται σε μια προηγμένη διαδικτυακή δημοσίευση στο περιοδικό Nature Neuroscience, δεν είναι μόνο μη επεμβατική, αλλά μπορεί επίσης να ενεργοποιήσει τους νευρώνες γρήγορα και αναστρέψιμα.
Αρκετές προηγούμενες μελέτες έχουν δείξει ότι
οι πρωτεΐνες των νευρικών κυττάρων που ενεργοποιούνται από τη θερμότητα και τη μηχανική πίεση μπορούν να τροποποιηθούν γενετικά έτσι ώστε να γίνουν ευαίσθητες στα ραδιοκύματα και στα μαγνητικά πεδία, συνδέοντάς τις σε μια πρωτεΐνη αποθήκευσης σιδήρου που ονομάζεται φερριτίνη ή σε ανόργανα παραμαγνητικά σωματίδια.
Αυτές οι μέθοδοι αντιπροσωπεύουν μια σημαντική πρόοδο – έχουν, για παράδειγμα, ήδη χρησιμοποιηθεί για τη ρύθμιση των επιπέδων γλυκόζης αίματος σε ποντίκια – αλλά περιλαμβάνουν πολλαπλά συστατικά που πρέπει να εισαχθούν ξεχωριστά.
Η νέα τεχνική δομείται πάνω σε αυτό το προηγούμενο έργο και βασίζεται σε μια πρωτεΐνη που ονομάζεται TRPV4, η οποία είναι ευαίσθητη τόσο στη θερμοκρασία όσο και στις δυνάμεις τεντώματος.
ΑΥΤΑ ΤΑ ΕΡΕΘΙΣΜΑΤΑ ΑΝΟΙΓΟΥΝ ΤΟΝ ΚΕΝΤΡΙΚΟ ΠΟΡΟ ΤΗΣ, ΕΠΙΤΡΕΠΟΝΤΑΣ ΣΤΟ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΡΕΥΜΑ ΝΑ ΡΕΕΙ ΜΕΣΩ ΤΗΣ ΚΥΤΤΑΡΙΚΗΣ ΜΕΜΒΡΑΝΗΣ· ΑΥΤΟ ΠΡΟΚΑΛΕΙ ΝΕΥΡΙΚΟΥΣ ΠΑΛΜΟΥΣ ΠΟΥ ΤΑΞΙΔΕΥΟΥΝ ΣΤΟ ΝΩΤΙΑΙΟ ΜΥΕΛΟ ΚΑΙ ΜΕΧΡΙ ΤΟΝ ΕΓΚΕΦΑΛΟ.
Ο Güler και οι συνεργάτες του συλλογίστηκαν ότι οι δυνάμεις μαγνητικής ροπής (ή περιστροφής) θα μπορούσαν να ενεργοποιήσουν την TRPV4 τραβώντας και ανοίγοντας τον κεντρικό πόρο της, και έτσι χρησιμοποίησαν γενετική μηχανική για να ενώσουν την πρωτεΐνη με την παραμαγνητική περιοχή της φερριτίνης, μαζί με σύντομες αλληλουχίες DNA που στέλνουν σήματα στα κύτταρα να μεταφέρουν πρωτεΐνες στη μεμβράνη των νευρικών κυττάρων και να τις εισάγουν σε αυτήν.
In vivo χειρισμός της συμπεριφοράς του ψαριού Ζέβρα χρησιμοποιώντας magneto.
Οι προνύμφες των ψαριών Ζέβρα παρουσιάζουν ελικοειδή συμπεριφορά ως απάντηση σε τοπικοποιημένα μαγνητικά πεδία.
ΟΤΑΝ ΕΙΣΗΓΑΓΑΝ ΑΥΤΟ ΤΟ ΓΕΝΕΤΙΚΟ ΚΑΤΑΣΚΕΥΑΣΜΑ ΣΕ ΑΝΘΡΩΠΙΝΑ ΕΜΒΡΥΪΚΑ ΝΕΦΡΙΚΑ ΚΥΤΤΑΡΑ ΠΟΥ ΑΝΑΠΤΥΣΣΟΝΤΑΝ ΣΕ ΤΡΥΒΛΙΑ PETRI, ΤΑ ΚΥΤΤΑΡΑ ΣΥΝΕΘΕΣΑΝ ΤΗΝ ΠΡΩΤΕΪΝΗ «MAGNETO» ΚΑΙ ΤΗΝ ΕΙΣΗΓΑΓΑΝ ΣΤΗ ΜΕΜΒΡΑΝΗ ΤΟΥΣ.
Η εφαρμογή μαγνητικού πεδίου ενεργοποίησε την τροποποιημένη πρωτεΐνη TRPV1, όπως αποδείχτηκε από παροδικές αυξήσεις στη συγκέντρωση ιόντων ασβεστίου μέσα στα κύτταρα, οι οποίες ανιχνεύθηκαν με μικροσκόπιο φθορισμού.
Στη συνέχεια, οι ερευνητές εισήγαγαν την αλληλουχία DNA Magneto στο γονιδίωμα ενός ιού, μαζί με την πράσινη φθορίζουσα πρωτεΐνη γονιδιακής κωδικοποίησης, και ρυθμιστικές αλληλουχίες DNA που έχουν ως αποτέλεσμα η δομή να εκφράζεται μόνο σε συγκεκριμένους τύπους νευρώνων.
ΠΕΡΙΣΣΟΤΕΡΑ....
ΠΗΓΗ:https://www.e-synews.gr/wp/2021/06/28/magneto-genetika-tropopoiimeni-prote-ni-elegchei-ex-apostaseos-ton-egkefalo-ti-symperifora/
Δεν υπάρχουν σχόλια