Magnetogenetics: uma nova técnica illuminati para controlar o funcionamento interno de células humanas e construir circuitos neurais

Por John Hewitt em 7 de março de 2013, 09h46
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No cérebro, os circuitos complexos por trás do nosso conhecimento largamente construir-se. Em um prato ou em um chip no entanto, os sinais normais significativas estão faltando, e qualquer tentativa de crescer circuitos pré-definidos de neurônios em grande parte se reuniu com o fracasso. A nova técnica, batizada magnetogenetics , já forneceu uma maneira de criar esses circuitos neurais, combinando manipulação magnética com maquinário próprio da célula para estabilizar o crescimento novo e extensões.

A técnica funciona através da utilização da capacidade da célula para alvejar uma proteína conhecida como Rac-GTPase, que promove a formação e estabilização de novos ramos. Os pesquisadores usaram 500nm (0,0005 milímetro) esferas magnéticas que foram modificados para que possam ligar a essas máquinas de proteína logo depois que eles saem das prensas. Em seguida, podem ser adquiridos magneticamente e, em seguida mudou-se para os locais desejados, utilizando uma força controlada com precisão. A fim de ver o que eles estão fazendo, eles também acompanha balizas fluorescente para as contas.

Outros pesquisadores já haviam tentado mecanicamente puxando as células com microatuadores, e enquanto o impressionante crescimento poderia ser obtido, controle fino era impossível. Outras técnicas de laser, usando uma pinça para puxar subcelulares contas transparentes, ou até mesmo o celular diretamente também teve alguns sucessos, mas o nível de potência de luz necessária para fazer isso normalmente é prejudicial para as células. (Ver: Manipulando nanopartículas com um feixe de elétrons trator .) Para crescer neurônios em semicondutores, moléculas de adesão têm sido tipicamente pré-modelados ao longo traços para os neurônios para seguir. Quando estas moléculas invariavelmente degradadas ao longo do tempo, o neurónio foi deixada sem qualquer estrutura natural de apoio. Usando uma máquina que nucleia o endoesqueleto celular directamente, novos processos podem ser tiradas para fora de uma maneira mais natural, que a célula pode adaptar-se a.

Na figura acima, o principal componente dinâmico esqueletal, a actina, foi marcada com vermelho moléculas fluorescentes, enquanto que outras estruturas de carácter mais permanente conhecido como microtúbulos (MTs) fluoresce a verde. Se a actina é nucleado de maneira persistente, grupo secundário da célula, o MT, pode infiltrar-se o novo processo e torná-lo mais forte. O MTs são realmente a infra-estrutura ferroviária da célula. Uma vez que os pioneiros de actina colocaram o curso desejado, o MTs entregar as mercadorias, incluindo usinas de energia, fábricas ribossomo mitocondrial para construir proteínas no local, e todos os outros tipos de peças de reposição úteis.

No corpo, as coisas são um pouco mais difícil para o controle magnetogenetic porque você não pode chegar perto as células que você deseja manipular. Novas técnicas como aressonância magnética de navegação , demonstraram a capacidade de posicionar com precisão nanopartículas de engenharia dentro dos vasos sanguíneos. Enquanto não no nível da célula individual, para orientar e estabilizar setores maiores axônio em casos de neurotrauma, ou se você simplesmente precisa conectar um chip de memória novo para o seu hipocampo, magnetogenetics pode ser apenas o que você está procurando.

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Pesquisa de papel:  doi: 10.1038/nnano.2013.23 - "controle subcelular de Rac-GTPase sinalização por magnetogenetic manipulação dentro de células vivas"