Разработан метод управления нейронами с помощью радиоволн
GFP-ферритин (зеленый) и TRPV1 (синий) в мембранах нейронов
Sarah A. Stanley et al., Nature, 2016
Американские ученые разработали метод дистанционного управления
метаболическими нейронами гипоталамуса с помощью радиоволн. Отчет об
их работе опубликован в журнале Nature.
Научный коллектив под руководством Рокфеллеровского университета
в Нью-Йорке использовал в работе трансгенных мышей, которые
экспрессируют рекомбиназу Cre в нейронах вентромедиального гипоталамуса,
чувствительных к уровню глюкозы. Животным ввели в гипоталамус
ослабленный ретровирус со встроенным геном химерного белка. Этот белок
представляет собой помеченный зеленым флуоресцирующим протеином (GFP)
железосодержащий белок ферритин, соединенный с ваниллоидным рецептором
1 типа (ионным каналом, участвующим в восприятии и регуляции температуры
тела). Части белка соединены друг с другом верблюжьим антителом к GFP.
Экспрессия этого белка (anti-GFP—TRPV1/GFP—ferritin) в нейронах
происходит под действием Cre, поэтому он вырабатывается только в
метаболических нейронах трансгенных мышей.
Химерный белок, встроенный в мебрану клетки, способен реагировать
на радиочастотное излучение благодаря железу ферритина. Под действием
радиоволн он открывает канал TRPV1 и пропускает в нейрон ионы кальция,
активируя его. В эксперименте радиоизлучение частотой 465 килогерц втрое
повысило уровень глюкагона (гормона, повышающего уровень глюкозы)
и вдвое снизило уровень инсулина, что привело к росту концентрации
глюкозы в крови мышей и повысило экспрессию глюкозо-6-фосфатазы
(фермента синтеза глюкозы из неуглеводных соединений) в печени.
Схема работы химерного белка
Sarah A. Stanley et al., Nature, 2016
Модификация ионного канала химерного белка, сделавшая его проницаемым
не для кальция, а для хлора (ингибирующего иона), позволила таким
же образом подавлять активность чувствительных к глюкозе нейронов.
Эффективность методики подтвердили в экспериментах на клеточной культуре
метаболических нейронов линии N38 in vitro.
Разработка является ценным инструментом изучения функций нейронов,
поскольку не повреждает ткань мозга, как вживление электродов,
и позволяет целенаправленно воздействовать только на заданные нервные
клетки. Кроме того, она универсальна, поскольку экспрессировать ген Cre
можно в любых типах нейронов лабораторных животных.
Олег Лищук
Источник: cont.ws.
Рейтинг публикации:
|
