Белок, который заставляет кораллы светиться, помогает исследователям из Медицинской школы Университета Мэриленда освещать клетки мозга, которые имеют решающее значение для правильного функционирования центральной нервной системы. Этот флуоресцентный маркерный белок может пролить свет на дефекты клеток мозга, которые, как считается, играют роль в различных неврологических заболеваниях. Исследователи описывают, как этот маркер работает у мышей, в выпуске журнала Neuroscience от 20 декабря 2006 г.
Маркер дает ученым первую в истории возможность отличить производящие энергию структуры, называемые митохондриями, в нейронах, от митохондрий в других клетках мозга, называемых глиями. Дефекты митохондрий могут быть частью процесса, который приводит к болезни Альцгеймера и Паркинсона, а также изменениям в головном мозге, связанным с инсультом и старением.
"До разработки этого маркера у нас не было возможности отличить митохондрии в нейрональных клетках от митохондрий в глиальных клетках," говорит главный исследователь исследования, Криш Чандрасекаран, доктор философии.D., доцент кафедры анестезиологии Медицинской школы Университета Мэриленда. "Используя этот инструмент, мы и другие исследователи можем ответить на определенные вопросы, например, в какой степени митохондриальная дисфункция нейронов способствует развитию болезни Паркинсона или Альцгеймера. И, в общем, мы могли бы выяснить, происходят ли изменения в митохондриях нейронов с возрастом."
Используя передовые генетические методы, исследователи получили мышей с флуоресцентными белковыми маркерами, которые идентифицируют только митохондрии в нейронах. Эти структуры загораются зеленовато-желтым светом, когда ученые смотрят на мозг этих мышей через флуоресцентный микроскоп. Исследователи определили, что экспрессия флуоресцентного белка не влияет на нормальные функции митохондрий.
Нейроны проводят и генерируют электрохимические импульсы или нервные сигналы, которые переносят информацию от одной части мозга к другой. Митохондрии в нейронах функционируют как клеточные электростанции, вырабатывая эти импульсы посредством метаболического процесса, который сочетает кислород с пищевыми калориями. Именно эти нервные сигналы заставляют мышцы двигаться и обрабатывать мысли. Доктор. Чандрасекаран говорит, что система флуоресцентных маркеров может позволить изучить, как координируются нейрональная активность и митохондриальная система производства энергии и как работает взаимосвязь.
Исследователи говорят, что создание флуоресцентного маркера у мышей может разгадать тайны некоторых из самых изнурительных нейродегенеративных заболеваний. Старший автор исследования Тибор Кристиан, Ph.D., доцент кафедры анестезиологии Медицинской школы Университета Мэриленда говорит, что существуют животные модели для нескольких из этих заболеваний, включая болезнь Паркинсона, Альцгеймера, боковой амиотрофический склероз (также известный как БАС) и болезнь Хантингтона. "Мышей, которых мы разработали с флуоресцентным белком, можно было бы скрестить с мышами-моделями различных неврологических заболеваний, чтобы мы могли применить способность видеть митохондрии в нейронах для исследования этих заболеваний," говорит доктор. Кристиан.
Эта модель на мышах также может быть использована для изучения роли митохондрий нейронов в инсульте и черепно-мозговой травме. Кристиан. Он говорит, что его исследователи разрабатывают аналогичный маркер для глиальных клеток в головном мозге.
Источник: Медицинский центр Университета Мэриленда