Mit einem neuartigen optogenetische Werkzeug, Forscher haben erfolgreich gesteuert, reproduziert und visualisiert serotonin-rezeptor-Signale in neuronalen Zellen. Zu diesem Zweck geändert, eine lichtempfindliche Membran rezeptor im Auge, nämlich melanopsin. Als ein Ergebnis, waren Sie in der Lage zu wechseln, der rezeptor auf und ab mit Licht; es wirkte auch wie ein sensor, der angibt, über Fluoreszenz, wenn die spezifische Signalwege in der Zelle aktiviert waren. Der sensor wurde zudem speziell entwickelt, um die Migration auf diese Gebiete in den Nervenzellen, die empfindlich auf den Botenstoff serotonin. Das team von Ruhr-Universität Bochum, unter der Leitung von Dennis Eickelbeck und Professor Stefan Herlitze, beschrieben Ihr Projekt in der Zeitschrift „Nature Communications“ die Biologie am 14. Februar 2019.
Die Aktivierung von Signalwegen mit Licht
Melanospin ist ein G-protein-gekoppelten rezeptor in der Lage bestimmte Signalwege in den Zellen. In früheren Studien wurde das team am Lehrstuhl für Allgemeine Zoologie und Neurobiologie in Bochum bereitgestellt hatten den rezeptor als optogenetische Werkzeug. Dass verändert den rezeptor, die Biologen waren in der Lage, schalten Sie es mit blauem Licht ein-und ausschalten mit gelben Licht. So konnten Sie Aktivierung verschiedener G-protein-gekoppelten Signalwegen in neuronalen Zellen mit Hilfe von Licht.
In Ihrer aktuellen Studie, die Forscher optimiert die Werkzeug-und verwandelte Sie in einen sensor, der anzeigt, ob ein G-protein-gekoppelten Signalweg angeschaltet wurde. Der trick: sobald ein solcher Signalweg aktiviert ist, wird die Konzentration von calcium-Ionen in die Zelle erhöht. Die Forscher kombinierten melanopsin mit einem Kalzium-Indikator-protein, dessen Fluoreszenz-Intensität nimmt nach einem Anstieg der calcium-Konzentration in der Zelle. Grünes Licht also angezeigt, dass ein G-protein-gekoppelten Signalweg aktiviert waren.
Dual-Farb-code
Anschließend werden die Biologen noch zwei weitere Funktionen, um Ihre sensor, d.h. die calcium-melanopsin-local-sensor, Camello für kurze. Sie integrierten einen zweiten fluoreszierenden protein aus, das permanent rote Fluoreszenz emittiert. Überwachung der roten Ampel, Sie waren in der Lage, genau zu bestimmen, den sensor in den Zellen, unabhängig davon, ob ein Signalweg eingeschaltet wurde oder nicht. Ein rotes Licht, dadurch gekennzeichnet, dass der Camello-sensor vorhanden war, in der Erwägung, dass eine zusätzliche grüne Licht zeigte, dass er aktiviert Signalwege.
Rezeptor-trafficking in bestimmten Domänen
Schließlich werden die Forscher Hinzugefügt, ein fragment eines serotonin-rezeptor zu Camello. Als ein Ergebnis, der sensor wurde verschleppt, um die Domänen der Zelle, wo serotonin-Rezeptoren kommen in der Natur vor. „Da serotonin ist an zahlreichen Prozessen im zentralen Nervensystem, es spielt auch eine wichtige Rolle in vielen Erkrankungen, wie Depressionen, Schizophrenie, Angstzustände und Migräne. Wir hoffen, dass durch die Erleichterung detaillierte Forschung in den transport, die Lokalisation und Aktivität der entsprechenden Rezeptoren, unser tool wird uns helfen zu verstehen, die zugrunde liegenden Mechanismen dieser Krankheiten,“ sagt Dennis Eickelbeck.