Из рубрики «Листая старые страницы»

Но если по совести, Нобелевскую премию нужно было вручить Борису Земельману: за 3 года до Бойдена он показал, что генетически модифицированные нейроны можно активировать светом.

Был разработан метод световой активации определенных групп нейронов. В нейроны вводят три компонента фоторецепторов дрозофилы — NinaE, аррестин-2 и Gqα — плюс ретиналь. NinaE — это опсин; с ретиналем он образует родопсин, который при освещении запускает сигнальный каскад. Аррестин-2 возвращает родопсин в исходное состояние, а Gqα передаёт сигнал внутри клетки: активируется фосфолипаза C, образуется IP3, выходит кальций, открываются ионные каналы, мембрана деполяризуется и возникает потенциал действия. Комбинация получила название chARGe.

chARGe экспрессировали в первичной культуре нейронов гиппокампа крысы с помощью двух плазмид: в одну вставили NinaE и Gqα, во вторую — аррестин-2 и GFP для идентификации изменённых нейронов. Плазмиды смешали в равных пропорциях и кальций-фосфатным методом добавили к культуре на 20 минут на 8-й день после посева; записи вели через 6–10 дней после трансфекции. При whole-cell current clamp белый свет резко увеличивал частоту потенциалов действия — до 7,5 Гц, что соответствовало инъекции 200–250 пА; задержки варьировали от сотен миллисекунд до десятков секунд. Ответ зависел от интенсивности и энергии фотонов; эффективны длины волн короче 600 нм, рабочий диапазон 400–600 нм.

Разряды при непрерывном свете делились на два класса: одиночные спайки с послегиперполяризацией, случайные или серийные с адаптацией; либо спайки на медленных деполяризующих потенциалах — стереотипные пачки из 4–9 спайков или нерегулярные эпизоды.

В перспективе chARGe снимает ограничения нейробиологических исследований: синтетические нейронные сигналы можно точно направлять почти в любую часть мозга животного и изучать поведенческие последствия такого вмешательства.

https://www.cell.com/neuron/fulltext/S0896-6273(01)00574-8

#листаястарыестраницы