Gehirnzellen gefärbt "Brainbow" erstellen

Kreditaufnahme Gene aus Bakterien, Korallen und Quallen, haben Wissenschaftler Mäuse Gehirne erstrahlt in einem kühnen Palette von Farben, gesetzt enthüllt die komplizierten Haupt- und Nebenstraßen von neuronalen Verbindungen.

Technik, genannt "Brainbow" von der Harvard University-Erfinder, ist detailliert in der 1 November-Ausgabe der Zeitschrift Nature.

Bisherige Techniken für die Hervorhebung von Neuronen höchstens zwei Farben. Ein gemeinsames Konzept entwickelt im Jahre 1873 von einem italienischen Arzt und noch heute, die Golgi-Methode aufgerufen, Flecken Neuronen in ihrer Gesamtheit aber wirkt sich nur auf ein paar Gehirnzellen zu einem Zeitpunkt.

Im Gegensatz dazu kann Brainbow Forscher mehrere hundert Neuronen gleichzeitig mit etwa 90 verschiedenen Farben markieren. Die resultierenden Bilder, die abstrakten Farb-Bilder ähneln, sind schön und informativ. Sie schauen, wie sie in ein Museum für moderne Kunst hängen könnte und sind unter den detailliertesten Bilder von neuronalen Verbindungen je gemacht habe.

Wie auf Fernsehapparat gesehen

"Wir haben bereits Brainbow verwendet, um einen ersten Blick auf das Nervensystem der Mäuse nehmen, und wir haben beobachtet, dass einige sehr interessante und bisher unerkannt, Muster von Neuron Anordnung,", sagte Studie Teammitglied Joshua Sanes. "Soweit zu verstehen was wir sehen, haben wir gerade erst an der Oberfläche gekratzt."

Brainbow beschäftigt um die Bilder zu erstellen, eine Methode zur Erzeugung von Farben auf einem Computer oder Bildschirm ähnelt.

"In der gleichen Weise, dass ein TV-Monitor rot, grün und blau, eine breite Palette von Farben darzustellen mischt, die Kombination von drei oder mehr fluoreszierende Proteine in Neuronen viele verschiedene Farbtöne erzeugen kann", sagte Studie Teammitglied Jeff Lichtman.

Aber statt rotes, grünes und blaues Licht, Brainbow setzt auf Cyan, rote und gelbe Gen Pigmente. Das rote gen Pigment stammt aus Korallen, die Cyan und blau Pigmente sind modifizierte Versionen des fluoreszierenden grünen Pigmentes in Quallen gefunden.

Mit genetischen Rekombination Techniken, die Forscher das Pigment exprimierenden Gene in DNA-Paketen gebündelt und in das Erbgut von Mäusen zu entwickeln eingefügt. Da die Mäuse entwickeln, bekommen die Pigment-Gene zwischen den Nagetieren Zellen divvied. Studie-Team-Mitglied Jean Livet vergleicht die DNA-Paket mit eine "molekulare Slot Machine."

"Jede Zelle würde den Spielautomaten zu spielen und eine andere Farbe, zugeschrieben" Livet sagte LiveScience.

In Reihenfolge für die Farbe Gene ausgedrückt werden müssen die Mäuse Zellen jedoch auch ein anderes Gen namens Cre enthalten. Abgeleitet von Bakterien, aktiviert Cre die Farbe Gene innerhalb der Zelle. Wenn die Farbe-Gene die Slot-Maschine sind, dann Cre "die Hand durch Ziehen des Hebels immer und immer wieder", sagte Livet.

Brainbow können auf verschiedenen Zelltypen Wissenschaftler mithilfe von Mäusen, die Cre in den verschiedenen Teilen ihres Körpers oder zu verschiedenen Zeiten während der Entwicklung zum Ausdruck zu bringen. "Das System optimiert werden kann, was du willst," sagte Livet.

Die gesamte Schaltung

Die Farben sind nur sichtbar, wenn betrachtet unter fluoreszierendem Licht, so dass die Brainbow-Ed Gehirne immer noch wie normale Mäuse Gehirne sehen Livet sagte, "oder normale transgene Mäuse Gehirne, sollte ich sagen."

Brainbow hat einige Nachteile. Zum einen beruht es auf Fluoreszenz Mikroskope, die mehrerees hundert tausend Dollar Kosten kann. "Es ist nicht wie der Golgi Fleck, wo Sie einfach mit einem normalen Mikroskop aussehen können," sagte Livet.

Eine weitere Einschränkung ist, dass es funktioniert nur mit genetisch veränderten oder transgenen, Tiere, die im Moment nur Mäuse gehören. Mit der Golgi Fleck, "alles, einschließlich des Menschen, man kann", sagte Livet.

Im Gegenzug konnte jedoch Brainbow Neurowissenschaftler ein umfassenderes Bild des Gehirns geben. "Sie können sehen, wie die Zellen miteinander interagieren", sagte Livet. "Anstatt eine Vision aus nur einer Zelle innerhalb eines Stromkreises, haben Sie eine Vision von der Schaltung selbst."

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