Utilizando una nueva herramienta optogenética, los investigadores han controlado, reproducido y visualizado con éxito las señales del receptor de serotonina en las células neurales. Con este fin, modificaron un receptor de membrana fotosensible en el ojo, es decir, la melanopsina. Como resultado, pudieron cambiar elel receptor se encendía y apagaba con luz; también actuaba como un sensor que indicaba mediante fluorescencia si se habían activado vías de señalización específicas en la célula. Además, el sensor estaba diseñado específicamente para migrar a aquellos dominios en las células neurales que son sensibles al neurotransmisorserotonina.El equipo de Ruhr-Universität Bochum, encabezado por Dennis Eickelbeck y el profesor Stefan Herlitze, describió su proyecto en la revista Nature Communications Biology el 14 de febrero de 2019.
Activando vías de señalización con luz
Melanospin es un receptor acoplado a la proteína G capaz de controlar rutas de señalización específicas en las células. En estudios anteriores, el equipo del Departamento de Zoología General y Neurobiología en Bochum había desplegado el receptor como una herramienta optogenética. Habiendo modificado el receptor, los biólogos pudieron encenderlo con luz azul y apagarlo con luz amarilla. Por lo tanto, podían activar varias vías de señalización acopladas a la proteína G en las células neurales usando luz.
En su estudio actual, los investigadores optimizaron la herramienta y la convirtieron en un sensor que indica si se ha activado una vía de señalización acoplada a la proteína G. El truco: una vez que se activa dicha vía de señalización, la concentración de iones de calcioen la célula aumenta. Los investigadores fusionaron la melanopsina con una proteína indicadora de calcio, cuya intensidad de fluorescencia aumenta después de un aumento en la concentración de calcio en la célula. La luz verde indicaba que se había activado una vía de señalización acoplada a la proteína G.
código de color dual
Posteriormente, los biólogos agregaron dos funciones más a su sensor, es decir, el sensor local de melanopsina de calcio, Camello, para abreviar. Integraron una segunda proteína fluorescente que emite fluorescencia roja de forma permanente. Al monitorear la luz roja, pudieron identificar con precisiónel sensor en las celdas, independientemente de si una ruta de señalización estaba activada o no, una luz roja indicaba que el sensor Camello estaba presente, mientras que una luz verde adicional mostraba que había activado las vías de señalización.
Tráfico de receptores en dominios específicos
Finalmente, los investigadores agregaron un fragmento de un receptor de serotonina a Camello. Como resultado, el sensor fue traficado a aquellos dominios de la célula donde los receptores de serotonina ocurren naturalmente ". Dado que la serotonina está involucrada en numerosos procesos en el sistema nervioso central,También juega un papel importante en muchos trastornos, como la depresión, la esquizofrenia, la ansiedad y la migraña. Esperamos que, al facilitar una investigación detallada sobre el transporte, la localización y la actividad de los receptores relevantes, nuestra herramienta nos ayudará a comprender los mecanismos subyacentesenfermedades ", dice Dennis Eickelbeck.
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Materiales proporcionado por Ruhr-Universidad Bochum . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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