2020年12月11日

用于观察和控制神经活动的新工具

来自斯坦福大学的新分子探针可以帮助揭示我们的大脑如何看待和记住。该工具，称为快速灯和钙调节的表达或絮凝物（发音为“闪烁”），可以在任何单元中发送，以执行各种研究任务，包括标记，记录和控制蜂窝功能。

“这项工作得到了神经科学的核心目标：你如何找到思想或认知过程的神经元系统？神经科学家一直想要这种类型的工具很长一段时间，”遗传学教授们的遗传学教授说斯坦福医学院和人文科学学院的生物学学院，其团队与斯坦福精神科医生和生物工程，卡尔迪塞州的实验室合作。

在概念证明实验中，在12月11日公布的文件中详细说明细胞，研究人员使用Flicre培养与小鼠中避免行为相关的神经活动的快照。通过用RNA测序耦合絮凝剂，他们发现这些活化的神经元主要属于单一细胞类型，其仅使用遗传工具即可使用。然后它们与OPSIN-A蛋白混合使用絮凝物，用于控制神经活动，以通过Deisseroth开发的光 - 一天后重新激活那些相同的神经元，这导致小鼠避免进入某个房间。研究人员研究的大脑区域被认为是在人类精神疾病中发挥重要作用，包括抑郁症。

模块化分子技术

Flicre由两条分子组分链组成，这些分子组分应响应蓝光和钙的存在。这种光敏性允许研究人员精确控制其实验的时间，并且钙是细胞活性的几乎通用指标。为了在一个细胞内获得Flicre，研究人员在两个部分内包装它，在无害的病毒中。皇家的一部分附着在细胞膜并含有一种可以进入细胞核的蛋白质并驱动研究人员所选择的基因的表达。Flicre的另一部分负责在某些特定条件下释放蛋白质，即如果钙的浓度高，并且细胞以蓝光沐浴。

虽然现有的标记技术需要时间来激活，但刚刚的标记过程只需几分钟即可。研究人员还设计了Flicre，以便他们可以使用标准的遗传测序来找到刚毛激活的细胞。这允许它们立即研究数万个细胞，而其他技术倾向于要求分析多个微观图像，每个微观图像每个包含数百个细胞。

在一系列实验中，研究人员将鹅毛绒注入细胞中核心归核并使用OPSIN激活与小鼠中避免行为相关的神经途径。一旦含叶片的细胞中的钙尖刺 - 蜂窝迹象表明小鼠正在避免某些东西 - 细胞通过显微镜通过显微镜可见的永久性。研究人员还测序了细胞的RNA，以了解哪些包含荧光蛋白的荧光蛋白，产生逐细胞的神经活动记录。

“一个目标是映射如何脑区在纸斯坦福和联合主导作者的遗传学博士后学者克里斯蒂纳金，克里斯蒂娜金，彼此相互联系在一起，这是一个非常艰难的问题。“”Flicre的美丽是我们可以脉搏和激活神经元在一个区域中，然后记录所有连接的下游神经元。这是一种非常酷的方式来看看远程大脑活动连接。“

在下一个实验中，研究人员使用来自第一个实验的细胞活动图。它们还调整了Flicre，使蛋白质表达了Opsin蛋白，其可以通过橙光控制以改变神经元活动。在激活细胞中的碎石之后，每当小鼠进入某个房间时，研究人员通过光纤植入物送橙色光。作为回应，小鼠对该房间的指示透明，表明Flicre具有在大脑中驱动避免行为的大脑中的细胞。

梦想项目

羊蝇联合化学，遗传，生物学和神经科学的开发和测试，以及这些学科中的许多专业。因此，该工具具有各种可能的应用，包括在内细胞研究人员说，大脑外面。