Sinirbilim

Yeni Araç, Beyin Sinyallerini Eşsiz Bir Netlikle Haritalıyor

Özet: Araştırmacılar, dopamin ve epinefrin gibi sinyallerin, G proteinine bağlı reseptörler (GPCR’ler) aracılığıyla nöronlarla nasıl etkileşime girdiğini keşfetmek için yenilikçi bir kimyasal araç geliştirdi.

Bu yeni araç, yüksek uzaysal çözünürlükle çeşitli beyin bölgelerindeki nöromodülatörlerin hassas bir şekilde tespit edilmesine olanak tanıyor. Hücreleri kalıcı bir floresan sinyaliyle işaretleyerek, tüm beyin boyunca sinyal yollarının ve hücresel düzeydeki etkileşimlerin incelenmesini kolaylaştırır.

Bu ilerleme, nöronal sinyalleşme anlayışımızı önemli ölçüde geliştirebilir ve ilaç geliştirmede GPCR’lerin hedeflenmesini geliştirebilir.

Ana unsurlar:

  1. Araç, daha önce nörobilimde ulaşılamayan bir denge olan, yüksek uzamsal çözünürlükle tüm beyindeki GPCR ile ilgili sinyallerin ayrıntılı olarak görselleştirilmesini sağlıyor.
  2. Aynı anda birden fazla molekülü izlemek için hem yeşil hem de kırmızı floresans kullanılarak opioidler ve epinefrin üzerinde test edilmiştir.
  3. Floresansın ortaya çıkması birkaç saat sürse ve gerçek zamanlı izleme için uygun olmasa da, araç, nöronal yollar ve ilaç hedefleme konusunda değerli postmortem bilgiler sağlıyor.

Kaynak: Michigan üniversitesi

Michigan Üniversitesi araştırmacıları, dopamin ve epinefrin gibi kimyasalların nöronlarla nasıl etkileşime girdiğini daha iyi anlamak için yeni bir araç geliştirdi.

Bu kimyasallar, mesajları almak için nöronların yüzeyinde bulunan proteinler (proteinler, şekerler, yağlar ve hatta ışık formundaki proteinler) olan G protein-bağlantılı reseptörler (GPCR’ler) aracılığıyla beyinde işlenen çok çeşitli sinyaller arasındadır. hücresel davranışı bilgilendiren.

Bu bir beyni gösterir.
Wang’ın LSI’daki laboratuvarı, sinyal moleküllerinin belirli nöronlara ulaşmak ve onlarla etkileşime geçmek için beyin içinde nasıl hareket ettiğini tespit edebilen teknolojiler geliştirmek için protein mühendisliğini kullanıyor. Kredi: Nörobilim Haberleri

GPCR’ler çok sayıda biyolojik fonksiyonda yer alıyor ve bu da onları hastalıkların tedavisinde ana hedef haline getiriyor; FDA onaylı ilaçların üçte birinden fazlası GPCR’leri hedef alıyor. Ancak çeşitli moleküllerin GPCR’lerle nasıl etkileşime girdiğini tam olarak anlamak için araştırmacıların bu molekülleri tüm beyinde yüksek uzaysal çözünürlükle tespit edebilmeleri gerekiyor.

UM Yaşam Bilimleri Enstitüsü’nden sinir bilimci Wenjing Wang, “Alanımızdaki zorluk, ayrıntılı bir görünüm ile beyindeki resmin tamamı arasında doğru dengeyi yakalamaktır” dedi.

LSI öğretim üyesi Peng Li, mevcut araçların çoğunun, yüksek uzamsal çözünürlükle beynin küçük bir bölümünde veya çok düşük çözünürlükle beynin tamamında bulunan bir sinir modülatörünü tespit edebildiğini söyledi.

“Ancak çeşitli beyin bölgelerindeki nöromodülatörlere yanıt veren hücreleri yüksek çözünürlükte tanımlamamız gerekiyor” dedi.

dergisinde yayınlanan bir çalışmada Ulusal Bilimler Akademisi Bildiriler KitabıWang, Li ve meslektaşları, tümü GPCR’leri hedef alan üç kimyasal için her iki hedefi de gerçekleştiren yeni bir kimyasal aracı tanıttı.

Wang’ın LSI’daki laboratuvarı, sinyal moleküllerinin belirli nöronlara ulaşmak ve onlarla etkileşime geçmek için beyin içinde nasıl hareket ettiğini tespit edebilen teknolojiler geliştirmek için protein mühendisliğini kullanıyor. Daha önce, hücresel düzeyde başka bir GPCR bağlanma ortağı olan opioidlerin varlığını ortaya çıkarmak için bir araç oluşturmuşlardı.

Molekül tespit edildiğinde araç, hücrelerde kalıcı bir floresan işareti oluşturur. Böylece araştırmacılar, vurgulanan belirli hücrelerin yanı sıra beyindeki hücrelerin tüm resmini de görebilirler.

Bu son çalışma, opioidlerin ötesinde birden fazla GPCR aktivatörü türünü tespit etmek için bu sensörün kullanımını genişletiyor. Ekip şu ana kadar bu aracı opioidler ve epinefrin ile kültürlenmiş nöronlarda ve fare modellerinde test etti. Ekip ayrıca aracı hem yeşil hem de kırmızı floresans kullanacak şekilde genişleterek aynı anda birden fazla molekülün izlenmesine olanak sağladı.

Aynı zamanda UM Edebiyat, Bilim Koleji’nde kimya alanında yardımcı doçent olan Wang, “Yalnızca opioidleri tespit etmekten yola çıkarak, artık GPCR’lerle etkileşime giren çeşitli sinyalleri kolayca modüle etmeye başlayabileceğimiz bir araca sahibiz” dedi. Sanat.

“Amaç sonuçta farklı sinyal yollarının etkileşimlerini aynı anda incelemektir.”

Ekip, aracın ölüm sonrası analiz için sinyallerin nöronlar arasında nasıl hareket ettiğine dair önemli görselleştirmeler sağlamasına rağmen, floresansın ortaya çıkması birkaç saat sürdüğü için kimyasalları gerçek zamanlı olarak izlemek için kullanılamayacağı konusunda uyarıyor. Ancak nöronal sinyalleşmenin ve GPCR’lerin ilaç hedefleri olarak rolünün anlaşılmasını geliştirmek için yeni bir yol sunuyor.

Aynı zamanda UM Diş Hekimliği Okulu’nda yardımcı doçent olan Li, “İdeal olarak, aynı anda birden fazla nöromodülatör için bir beyin haritası oluşturabilmeyi ve nöromodülasyon bölgelerinin kapsamlı bir şekilde anlaşılmasını sağlamayı hedefliyoruz” dedi.

Bu beyin haritalaması ve nöroteknoloji araştırma haberleri hakkında

Soyut

G-proteinine bağlı reseptör agonistlerinin haritalandırılması için tek zincirli floresan entegratörleri

G proteinine bağlı reseptörler (GPCR’ler), dopamin, serotonin, epinefrin, asetilkolin ve opioidler dahil olmak üzere birçok nöromodülatörün etkilerini iletir. Sentetik veya endojen GPCR agonistlerinin lokalizasyonu, bunların belirli nöronal yollar üzerindeki etkilerini etkiler.

Bu yazıda, oldukça modüler olan ve beyindeki GPCR agonisti lokalizasyonunu belirlemek için potansiyel olarak kullanılabilecek bir dizi tek protein zincir entegratör sensörünü gösteriyoruz.

Daha önce sırasıyla M- ve K-Tek Zincirli Protein Bazlı Opioid İletim Gösterge Aracı (SPOTIT) adı verilen mu- ve kappa-opioid reseptör agonistleri için entegratör sensörler tasarlamıştık.

Burada, GPCR agonistlerinin çoklu görüntülenmesi için SPOTIT sensörlerinin kırmızı versiyonlarını tasarladık.

Ayrıca SPOTIT’i tüm GPCR’ler (SPOTall) için SPOTIT adı verilen bir entegratör sensör tasarım platformu oluşturmak üzere değiştirdik. Beta 2-adrenerjik reseptör (B2AR), dopamin reseptörü D1 ve kolinerjik reseptör muskarinik 2 agonistlerine yönelik sensörleri tasarlamak için SPOTall platformunu kullandık.

Son olarak, lokal olarak enjekte edilen virüsler yoluyla fare beyninde ekzojen olarak uygulanan morfin, izoproterenol ve epinefrinin tespitinde M-SPOTIT ve B2AR-SPOTall’ın uygulanmasını gösterdik.

SPOTIT ve SPOTall sensör tasarım platformu, beyindeki birçok sentetik ve endojen nöromodülatörün tarafsız agonist tespiti potansiyeline sahiptir.

Kaynak ve İleri Okuma: https://neurosciencenews.com/dopamine-mapping-neurotech-25975/

İlgili Makaleler

Başa dön tuşu