Azul encendido, amarillo apagado: usando luz de diferentes colores, los investigadores pueden encender y apagar las vías de señalización en el cerebro.
Los investigadores en Bochum han utilizado proteínas sensibles a la luz de las células nerviosas del ojo, llamadas melanopsinas, para activar rutas de señalización específicas en las células cerebrales con alta precisión temporal. Dependiendo de qué tipo de melanopsina usaron los investigadores, señalizaciónlas vías se activaron de manera transitoria o sostenida. En los mamíferos, la proteína generalmente regula el ritmo circadiano.
Dr Katharina Spoida, Dennis Eickelbeck, Prof Stefan Herlitze y Dra. Olivia Masseck del Departamento de Zoología General y Neurobiología de la Ruhr-Universität Bochum RUB, junto con otros colegas de Bochum e investigadores de la Universidad de Osnabrück informan enla revista "Current Biology"
Comparación: melanopsina de ratones y hombres
Los investigadores describen, por ejemplo, que las melanopsinas de ratones y de hombres responden de manera diferente a la estimulación de la luz. Los pulsos cortos de luz azul activan la melanopsina del ratón de forma permanente, pero la melanopsina humana solo temporalmente. Ambas proteínas se pueden apagar con luz amarilla.
"Estas proteínas sensibles a la luz son la base ideal para el desarrollo de herramientas optogenéticas", dice Dennis Eickelbeck. En optogenética, los investigadores utilizan la manipulación genética para acoplar proteínas sensibles a la luz a otras proteínas, generando así receptores que pueden controlarsepor la luz, por ejemplo
Decodificación de rutas de señalización de proteína G
En el siguiente paso, los investigadores de RUB desean desarrollar receptores acoplados a proteínas G que puedan activarse por la luz. Estos receptores controlan una serie de funciones en el cuerpo. La vía de señalización que se activa en la célula se determina siuna proteína G se activa de manera transitoria o sostenida. Los cambios en los patrones de activación temporal de las proteínas G pueden provocar enfermedades graves, por ejemplo, obesidad o enfermedades cardiovasculares.
Información sobre el complejo sistema de serotonina
Al controlar las rutas de señalización individuales seleccionadas utilizando métodos optogenéticos, se puede determinar el papel que desempeñan en el organismo sano. Los investigadores también pueden descubrir qué rutas de señalización afectan la aparición de ciertas enfermedades.
"En los estudios de seguimiento, tenemos la intención de acoplar varias melanopsinas a los receptores de serotonina y analizar con mayor detalle la forma en que las enfermedades se desencadenan por alteraciones de la secuencia temporal de las señales de la proteína G", informa Katharina Spoida, quien estuvo a cargo deEl estudio actual, junto con Dennis Eickelbeck.
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Materiales proporcionado por Ruhr-Universitaet-Bochum . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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