電波を利用してニューロンを制御する方法が開発されました

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Anonim
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神経細胞膜のGFPフェリチン(緑)とTRPV1(青)

アメリカの科学者たちは、電波を使って視床下部の代謝ニューロンを遠隔制御する方法を開発しました。彼らの研究に関するレポートがNature誌に掲載されました。

ニューヨークのロックフェラー大学が率いる研究チームは、視床下部腹内側核のグルコース感受性ニューロンでCreリコンビナーゼを発現するトランスジェニックマウスを使用しました。動物は、キメラタンパク質の遺伝子が挿入された弱体化レトロウイルスとともに視床下部に注射された。このタンパク質は、フェリチンと呼ばれる緑色蛍光タンパク質(GFP)で標識された鉄含有タンパク質であり、1型バニロイド受容体(体温の知覚と調節に関与するイオンチャネル)に結合しています。タンパク質の部分は、ラクダの抗GFP抗体によって結合されています。ニューロンでのこのタンパク質(抗GFP-TRPV1 / GFP-フェリチン)の発現はCreの作用下で起こるため、トランスジェニックマウスの代謝ニューロンでのみ産生されます。

細胞の膜に埋め込まれたキメラタンパク質は、フェリチン腺のおかげで高周波放射に応答することができます。電波の影響下で、TRPV1チャネルを開き、カルシウムイオンをニューロンに送り込み、ニューロンを活性化します。実験では、465キロヘルツの周波数の電波放射がグルカゴン(ブドウ糖レベルを増加させるホルモン)のレベルを3倍に増加させ、インスリンのレベルを半分にしました。これにより、マウスの血中のブドウ糖濃度が増加し、増加しました。肝臓におけるグルコース-6-ホスファターゼ(非炭水化物化合物からグルコースを合成するための酵素)の発現..。

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キメラタンパク質のスキーム

カルシウムではなく塩素(抑制性イオン)を透過するキメラタンパク質のイオンチャネルの修飾により、同様にグルコース感受性ニューロンの活動を抑制することが可能になりました。この技術の有効性は、invitroでのN38系統の代謝ニューロンの細胞培養に関する実験で確認されました。

この開発は、電極の埋め込みのように脳組織に損傷を与えることはなく、特定の神経細胞にのみ標的効果を与えることができるため、ニューロンの機能を研究するための貴重なツールです。さらに、Cre遺伝子は実験動物のあらゆるタイプのニューロンで発現できるため、これは普遍的です。

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