Генетически модифицированный белок Magneto дистанционно контролирует мозг и поведениеНовый метод «задиры» использует намагниченный белок для быстрой, обратимой и неинвазивной активации клеток мозга.Исследователи в Соединенных Штатах разработали новый метод управления цепями мозга, связанными со сложным поведением животных, используя генную инженерию для создания намагниченного белка, который активирует определенные группы нервных клеток на расстоянии.Понимание того, как мозг формирует поведение, - одна из конечных целей нейробиологии и один из самых сложных вопросов. В последние годы исследователи разработали ряд методов, которые позволяют им удаленно управлять определенными группами нейронов и исследовать работу нейронных цепей.Самым мощным из них является метод, называемый оптогенетикой , который позволяет исследователям включать и выключать популяции связанных нейронов в масштабе времени миллисекунды за миллисекундами с помощью импульсов лазерного света. Другой недавно разработанный метод, называемый хемогенетикой , использует синтетические белки, которые активируются дизайнерскими лекарствами и могут быть нацелены на определенные типы клеток.Несмотря на свою мощь, оба эти метода имеют недостатки. Оптогенетика является инвазивной и требует введения оптических волокон, которые доставляют световые импульсы в мозг, и, кроме того, степень проникновения света в плотную ткань мозга сильно ограничена. Хемогенетические подходы преодолевают оба этих ограничения, но обычно вызывают биохимические реакции, которые требуют нескольких секунд для активации нервных клеток.Новый метод, разработанный в лаборатории Али Гюлера в Университете Вирджинии в Шарлоттсвилле и описанный в предварительной публикации в журнале Nature Neuroscience , не только неинвазивен, но также может быстро и обратимо активировать нейроны.Несколько более ранних исследований показали, что белки нервных клеток, которые активируются теплом и механическим давлением, могут быть генетически сконструированы так, чтобы они стали чувствительны к радиоволнам и магнитным полям , прикрепив их к ферритину, запасающему железо, или к неорганическим парамагнитным частицам. . Эти методы представляют собой важное достижение - они, например, уже использовались для регулирования уровня глюкозы в крови у мышей, - но включают в себя несколько компонентов, которые необходимо вводить отдельно.Новый метод основан на этой более ранней работе и основан на белке TRPV4, который чувствителен как к температуре, так и к силам растяжения . Эти стимулы открывают его центральную пору, позволяя электрическому току проходить через клеточную мембрану; это вызывает нервные импульсы, которые проходят в спинной мозг, а затем в головной мозг.Рекламное объявлениеГюлер и его коллеги предположили, что силы магнитного момента (или силы вращения) могут активировать TRPV4, открывая его центральную пору, и поэтому они использовали генную инженерию для слияния белка с парамагнитной областью ферритина вместе с короткими последовательностями ДНК, которые сигнализируют клеткам о переносе. белки к мембране нервной клетки и вставляют их в нее.