(arriba a la izquierda) Los componentes de Opto-vTrap se expresaron en las ves\u00edculas y el citoplasma. (arriba a la derecha) La luz azul brillante provoca una agrupaci\u00f3n de ves\u00edculas y una inhibici\u00f3n completa de la exocitosis. Una vez que se apaga la luz azul, las ves\u00edculas se desagrupan y vuelven r\u00e1pidamente a su estado normal. Se propone que Opto-vTrap pueda servir como un silenciador optogen\u00e9tico de pr\u00f3xima generaci\u00f3n para controlar la actividad y el comportamiento del cerebro con efectos de confusi\u00f3n m\u00ednimos. Cr\u00e9dito: Instituto de Ciencias B\u00e1sicas <\/p>\n
El control de la transmisi\u00f3n y recepci\u00f3n de se\u00f1ales dentro de los circuitos cerebrales es necesario para que los neurocient\u00edficos logren una mejor comprensi\u00f3n de las funciones del cerebro. La comunicaci\u00f3n entre las neuronas y las c\u00e9lulas gliales est\u00e1 mediada por varios neurotransmisores que se liberan de las ves\u00edculas a trav\u00e9s de la exocitosis. Por lo tanto, la regulaci\u00f3n de la exocitosis vesicular puede ser una posible estrategia para controlar y comprender los circuitos cerebrales. <\/p>\n
Sin embargo, ha sido dif\u00edcil controlar libremente la actividad de las c\u00e9lulas cerebrales de manera espaciotemporal utilizando t\u00e9cnicas preexistentes. Uno es un enfoque indirecto que implica controlar artificialmente el potencial de membrana de las c\u00e9lulas, pero tiene problemas para cambiar la acidez del entorno circundante o causar fallas de funcionamiento no deseadas de las neuronas. Adem\u00e1s, no es aplicable para su uso en c\u00e9lulas que no responden a los cambios de potencial de membrana, como las c\u00e9lulas gliales.<\/p>\n
Para abordar este problema, investigadores de Corea del Sur dirigidos por el Director C. Justin LEE en el Centro de Cognici\u00f3n y Socialidad del Instituto de Ciencias B\u00e1sicas (IBS) y el profesor HEO Won Do del Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnolog\u00eda de Corea (KAIST) desarrollaron Opto-vTrap, un sistema de inhibici\u00f3n reversible e inducible por la luz que puede atrapar temporalmente las ves\u00edculas para que no se liberen de las c\u00e9lulas cerebrales. Opto-vTrap se dirige directamente a los transmisores que contienen ves\u00edculas y se puede usar en varios tipos de c\u00e9lulas cerebrales, incluso en las que no responden a los cambios de potencial de membrana.<\/p>\n
Despu\u00e9s de la inyecci\u00f3n del virus Opto-vTrap, la corriente postsin\u00e1ptica excitatoria evocada (EPSC ) se midi\u00f3 en cortes de cerebro de rat\u00f3n para probar si la activaci\u00f3n de Opto-vTrap puede inhibir selectivamente la transmisi\u00f3n sin\u00e1ptica. En el rat\u00f3n de control, no se observaron cambios en la amplitud del EPSC evocado antes, con la luz encendida y despu\u00e9s de las condiciones de la luz encendida. En cortes de cerebro inyectados con Opto-vTrap, la amplitud del EPSC evocado disminuy\u00f3 durante el encendido, que se recuper\u00f3 r\u00e1pidamente despu\u00e9s del apagado. Cr\u00e9dito: Instituto de Ciencias B\u00e1sicas <\/p>\n
Para controlar directamente las ves\u00edculas exocit\u00f3ticas, el equipo de investigaci\u00f3n aplic\u00f3 una tecnolog\u00eda que desarrollaron previamente en 2014, llamada inhibici\u00f3n reversible activada por luz mediante trampa ensamblada (LARIAT). Esta plataforma puede inactivar varios tipos de prote\u00ednas cuando se ilumina con luz azul al atrapar instant\u00e1neamente las prote\u00ednas objetivo, como un lazo. Opto-vTrap se desarroll\u00f3 aplicando esta plataforma LARIAT a la exocitosis de ves\u00edculas. Cuando las c\u00e9lulas o tejidos que expresan Opto-vTrap se iluminan con luz azul, las ves\u00edculas forman grupos y quedan atrapadas dentro de las c\u00e9lulas, lo que inhibe la liberaci\u00f3n de transmisores.<\/p>\n
Lo m\u00e1s importante es que la inhibici\u00f3n desencadenada con esta nueva t\u00e9cnica es temporal, lo cual es muy importante para la investigaci\u00f3n en neurociencia. Otras t\u00e9cnicas anteriores que se dirigen a las prote\u00ednas de fusi\u00f3n de ves\u00edculas las da\u00f1an permanentemente y desactivan la neurona objetivo hasta por 24 horas, lo que no es apropiado para muchos experimentos de comportamiento con limitaciones de tiempo breves. En comparaci\u00f3n, las ves\u00edculas que se inactivaron con Opto-vTrap se desagruparon en unos 15 minutos y las neuronas recuperaron sus funciones completas en una hora.<\/p>\n
Despu\u00e9s de la inyecci\u00f3n del virus Opto-vTrap, la corriente de entrada r\u00e1pida inducida por gl\u00eda (gFIC) se midi\u00f3 en rebanadas de cerebro de rat\u00f3n para probar si Opto-vTrap puede inhibir selectivamente la liberaci\u00f3n vesicular en c\u00e9lulas no excitables como los astrocitos. En el rat\u00f3n de control, se observ\u00f3 que la frecuencia de gFIC aumenta despu\u00e9s del tratamiento con TFLLR. En cortes de cerebro inyectados con Opto-vTrap, se observ\u00f3 que el aumento inducido por TFLLR en la frecuencia de los gFIC se evit\u00f3 por completo mediante la activaci\u00f3n de Opto-vTrap, que se recuper\u00f3 r\u00e1pidamente despu\u00e9s de apagarse. Cr\u00e9dito: Instituto de Ciencias B\u00e1sicas <\/p>\n
Opto-vTrap controla directamente la liberaci\u00f3n de los transmisores de se\u00f1ales, lo que permite a los investigadores controlar libremente la actividad cerebral. El equipo de investigaci\u00f3n verific\u00f3 la usabilidad de Opto-vTrap en c\u00e9lulas cultivadas y cortes de tejido cerebral. Adem\u00e1s, probaron la t\u00e9cnica en ratones vivos, lo que les permiti\u00f3 eliminar temporalmente la memoria del miedo de los animales condicionados por el miedo.<\/p>\n
En el futuro, Opto-vTrap se usar\u00e1 para descubrir interacciones complejas entre m\u00faltiples partes del cerebro. Ser\u00e1 una herramienta muy \u00fatil para estudiar c\u00f3mo ciertos tipos de c\u00e9lulas cerebrales afectan la funci\u00f3n cerebral en diferentes circunstancias.<\/p>\n
El d\u00eda 1, el rat\u00f3n fue expuesto a estimulaci\u00f3n el\u00e9ctrica para inducir el condicionamiento del miedo contextual. Los d\u00edas 2 y 3, el rat\u00f3n se volvi\u00f3 a exponer al mismo contexto que el d\u00eda 1. Si el rat\u00f3n recuerda el recuerdo del miedo, permanecer\u00e1 congelado en el lugar. Por el contrario, si el rat\u00f3n no puede recuperar el recuerdo del miedo, se mover\u00e1 normalmente en presencia del contexto. Durante el experimento de activaci\u00f3n de Opto-vTrap en la prueba 2 el d\u00eda 2, se observ\u00f3 que el comportamiento de congelaci\u00f3n disminuy\u00f3, lo que se revierte cuando se apaga la luz. Cr\u00e9dito: Instituto de Ciencias B\u00e1sicas <\/p>\n
El profesor Heo declar\u00f3: \u00abDado que Opto-vTrap se puede usar en varios tipos de c\u00e9lulas, se espera que sea \u00fatil en varios campos de la investigaci\u00f3n cient\u00edfica del cerebro\u00bb. Explic\u00f3: \u00abPlaneamos realizar un estudio para descubrir las funciones espaciotemporales del cerebro en varios tipos de c\u00e9lulas cerebrales en un entorno espec\u00edfico utilizando la tecnolog\u00eda Opto-vTrap\u00bb.<\/p>\n
\u00abLa usabilidad de Opto-vTrap puede extenderse no solo a la neurociencia sino tambi\u00e9n a nuestras vidas, \u00bb explica el director Lee. A\u00f1adi\u00f3: \u00abOpto-vTrap contribuir\u00e1 no solo a dilucidar el mapeo de circuitos cerebrales, sino tambi\u00e9n al tratamiento de la epilepsia, el tratamiento de espasmos musculares y las tecnolog\u00edas de expansi\u00f3n del tejido de la piel\u00bb.<\/p>\n
Esta investigaci\u00f3n se public\u00f3 el 30 de noviembre en la revista Neuron. . <\/p>\n
Explore m\u00e1s<\/p>\n
El sistema optogen\u00e9tico inhibe el tr\u00e1fico de ves\u00edculas de la membrana intracelular M\u00e1s informaci\u00f3n:<\/strong> Won Do Heo, Opto-vTrap, una trampa optogen\u00e9tica para la inhibici\u00f3n reversible de la liberaci\u00f3n vesicular, la transmisi\u00f3n sin\u00e1ptica y el comportamiento, Neuron (2021). DOI: 10.1016\/j.neurona.2021.11.003. www.cell.com\/neuron\/fulltext\/S0896-6273(21)00896-5 Informaci\u00f3n de la revista:<\/strong> Neuron <\/p>\n Proporcionado por el Instituto de Ciencias B\u00e1sicas Cita<\/strong>: C\u00f3mo los cient\u00edficos pueden controlar los circuitos cerebrales, el comportamiento y las emociones usando la luz (30 de noviembre de 2021) recuperado el 29 de agosto de 2022 de https:\/\/medicalxpress.com\/news\/2021-11-scientists-brain-circuits-behavior-emotion.html Este documento est\u00e1 sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigaci\u00f3n privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona \u00fanicamente con fines informativos.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" (arriba a la izquierda) Los componentes de Opto-vTrap se expresaron en las ves\u00edculas y el citoplasma. (arriba a la derecha) La luz azul brillante provoca una agrupaci\u00f3n de ves\u00edculas y una inhibici\u00f3n completa de la exocitosis. Una vez que se apaga la luz azul, las ves\u00edculas se desagrupan y vuelven r\u00e1pidamente a su estado normal. … Continuar leyendo \u00abC\u00f3mo los cient\u00edficos pueden controlar los circuitos cerebrales, el comportamiento y las emociones mediante la luz\u00bb<\/span><\/a><\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"","ping_status":"","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[1],"tags":[],"class_list":["post-1627","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-general"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1627","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=1627"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1627\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=1627"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=1627"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=1627"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}