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#Novedades de la industria
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Pequeños cerebros, imagen grande: Misterios Microscopic de C. Elegans de revelación
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Es los pequeños pedazos que hacen la imagen grande, y en este caso, los pedazos no se pueden considerar por el ojo desnudo.
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La nueva investigación en Okinawa Institute de la universidad graduada de la ciencia y de la tecnología (OIST) utilizó técnicas de la microscopia para juntar el cerebro de los elegans milímetro-largos de Caenorhabditis, revelando que sus neuronas encienden el punto de los potenciales-uno de la acción en el voltaje debido a las neuronas que envían la información sensorial en la membrana celular. Sus resultados podrían llevar a una mejor comprensión de cómo las señales del nervio se transmiten en el organismo y sirven como modelo futuro para la tratamiento de la información neuronal en otros animales, incluyendo seres humanos.
Los científicos de la unidad de la biología de la tratamiento de la información (IPBU) y de la unidad de investigación de la neurobiología (NRU) en OIST colaboraron en el proyecto. El IPBU tenía la tecnología genético para modificar elegans de la C., mientras que el NRU tenía los conocimientos técnicos para registrar señales eléctricas de las neuronas minúsculas del gusano. Aunque estuvo pensada generalmente para carecer la capacidad a los pulsos definitivos de los potenciales- de la acción de fuego necesarios para la toma de decisión Ichiro Maruyama, investigador principal del IPBU, tuviera resultados que sugirieron que las neuronas del gusano encendieran potenciales de acción. Para confirmar sus sospechas, él quiso otros datos usando la electrofisiología, que su laboratorio no hacía activamente, así que él compartió sus ideas con Jeff Wickens, el jefe del NRU y los investigadores Tomomi y Mayumi Shindou.
Siete años más adelante, la colaboración pagó apagado; el estudio terminado fue publicado en informes científicos el 5 de marzo de 2019. Antes del proyecto, la opinión común era que las neuronas de los elegans de la C. respondieron solamente de una manera calificada con las señales analógicas. El trabajo mostró, sin embargo, que las neuronas encenderían un potencial de acción si cruzaron un umbral, un tipo más digital de señalización.
“El elemento principal que este papel muestra es que las neuronas nosotros estudian potenciales de acción de fuego,” Wickens dijo. “Ahora las neuronas de los elegans de la C. tienen transmisión activa y pasiva, así que todos estos mecanismos son esenciales para el proceso sensorial, incluso en el más pequeño de neuronas.”
Para observar el proceso sensorial en elegans de la C., Maruyama y su equipo aplicaron la sal a la extremidad de la nariz del gusano. Aumentaron y disminuyeron la concentración de la sal, buscando diversas reacciones del gusano y supervisando el electroactivity de sus neuronas. Encontraron que un aumento en sal primero afectó a una neurona en el lado izquierdo del cerebro, después accionaron las señales que hacían el gusano moverse adelante. Una disminución hizo una neurona en el lado derecho enviar las señales para que el gusano se mueva al revés.
“Este par de neuronas tiene la misma estructura y nombre, pero totalmente enfrente de funciones,” Maruyama dijo. “Usando esas dos neuronas junto es muy eficiente para que el gusano alcance un lugar con una concentración preferible de la sal.”
Métodos minúsculos que se convierten
Investigando elegans de la C. impone a desafío-a para dar a perspectiva ante cómo pequeño el cerebro de los elegans de la C., es ellos tienen 302 neuronas, una hormiga tiene 250.000 y un ratón tiene 75 millones. Wickens puso su postdoc anterior y primer autor del papel, el Dr. Tomomi Shindou, responsable de desarrollar la metodología para el proyecto. El trabajo tomó años del tiempo-cuatro de ensayo y error para crear las técnicas correctas, y tres más para recoger datos.
El NRU creó una aguja de cristal aguda menos que el tamaño de un micrómetro. Utilizaron la aguja para extraer a una neurona de elegans de la C. una vez que fue expuesta para salar para ver la neurona. Este método es como usar las pinzas para extraer una astilla de un finger.
“Solamente un puñado de laboratorios en el mundo puede hacer esto,” Maruyama dijo. “Una vez que la célula fue extraída, los científicos utilizaron el cambio de electrofisiología-medición del voltaje en células para seguir las neuronas que veían la activación activa y pasiva. Los científicos también utilizaron proyección de imagen del calcio para presentar más datos, y observaron los gusanos de libre-mudanza que habían sido expuestos a la sal.
“Usted puede expresar una proteína del sensor del calcio en un detalle neurona-si la neurona se activa le se enciende para arriba,” Maruyama dijo. “Una vez que se activan las neuronas, producen una fluorescencia verde y ahora usted está detectando la actividad de la neurona con el microscopio fluorescente. Los datos de las dos pruebas hechas juego perfectamente.”
“Los datos perfectamente hechos juego” son una frase que cada investigador espera oír. Los resultados sugieren que aceptado dogma-que estos gusanos envían solamente pasivo señal-es incorrecto. El hallazgo notable también abre una puerta en el trazado de los nervios mejorado en el futuro.
De “los elegans cada C. tienen el mismo sistema de neuronas conectadas de la misma manera, a diferencia de un cerebro del ratón que sea una selva de conexiones,” Wickens dijeron. “Si podemos conseguir una mejor comprensión de este sistema nervioso simple, para la cual tenemos una clase de esquema circular, podemos conseguir penetraciones en cómo cerebros más complicados actúan en una escala más grande.”