Neue tools steigern die Spezifität der Bildgebung im Maus-Gehirn
Hier ist die große Frage in der modernen Neurowissenschaft: wie funktioniert die Struktur und Aktivität des Gehirns beziehen sich auf die Funktion? Einer der wichtigsten Wege Neurowissenschaftler, die Untersuchung der Dynamik dieser Beziehungen wird durch die Messung neuronaler Aktivität durch fluoreszierende Bildgebung im Maus-Gehirn, ein Prozess, der nur schwer durch die Dichte des Hirngewebes und seiner miteinander verwobenen und sich überlappenden Nervenfasern. Forscher am Dollar-Institut, in einem team mit Kollegen an der University of California, San Francisco, haben Instrumente entwickelt, die es leichter machen zu Fragen, die große Frage, indem Sie die imaging neuronaler schaltkreise, die einfacher und präziser. Die Ergebnisse sind veröffentlicht in Neuron.
Geführt von Buck assistant professor Jennifer Garrison, Ph. D., Forscher mithilfe des Ribosoms, einer grossen „Maschine“ innerhalb der Zellen, die Proteine, zu verankern sensoren in der Zelle, Körper oder ’soma‘. Neuronen haben eine einzigartige Architektur, mit Fasern abzweigen, die soma genannt Axone und Dendriten. Diese Fasern oft mehr als 90% der Zelle Volumen. Wenn fluoreszierenden Proteine verbreitete sich in allen teilen des Neurons, und das neuron ist eingebettet in Gehirn-Gewebe ist dicht gepackt mit anderen Neuronen und vermischt Zweige, die kann es schwierig sein, getrennte Signale aus einzelnen Zellen.
In dieser Studie, die Forscher zeigten, dass ein nanobody angebunden an eine Untereinheit der Ribosomen kann verwendet werden, um die Falle für das grün fluoreszierende protein (GFP) in der soma und ausschließen von Axonen und Dendriten, der die direkte Visualisierung von zuvor nicht nachweisbar niedrigem Niveau der Fluoreszenz. Sie auch angebunden genetisch kodierter calcium sensoren (GCaMPs) zu den Ribosomen, um Sie zu fangen in der Zelle Körper. Calcium-Kanäle geöffnet werden, wenn ein neuron aktiviert ist, änderungen in der Kalzium-Spiegel ein proxy für die neuronale Aktivität. Die neue riboGCaMP tool können verfolgen, calcium-Dynamik innerhalb des somas der vermischten Neuronen, während die Beseitigung der verunreinigenden cross-talk aus Wirren Netze von Nervenfasern im Gewebe.
„Es ist ein twist, fügt Funktionalität, um die bestehenden molecular imaging toolbox verwendet Neurowissenschaftler“, sagte Garrison, fügte hinzu, dass aktuelle imaging-Techniken erfordern oft den Einsatz von vielen Analyse-tools zu bereinigen, imaging-Daten, nachdem Sie gesammelt. „In der Maus, es löst das problem loszuwerden, die hintergrund-Fluoreszenz und störende Aktivität kommt von den Sie umgebenden Axone und Dendriten. Wir denken, dies wird allgemein für die Gemeinschaft nützlich, die spannend ist.“
Garrison sagt ribo-GCaMP verwendet werden können, für Langzeit-imaging-Experimente im Gehirn der Maus, da das Ribosom ist zuverlässig, ausgedrückt über die Zeit in der Zelle Körper. „Es ist möglich, zurück zu gehen und Bild die gleichen Neuronen, die für bis zu sechs Monate, was sehr hilfreich ist, wenn Sie ein imaging in a live animal“ —er ermöglicht es uns, längs-monitor neuronalen Aktivität dem gleichen Tier, anstatt uns in verschiedenen Gruppen über die Zeit.“
