«Термогенетические инструменты, которые используют тепло в качестве« переключателя »для включения функций нейронов, расширяют горизонты исследований мозга, позволяя нам контролировать определенные нейроны в мозге и измерять поведенческие изменения», — сказал Трой Зарс, профессор биологических наук. наук в Колледже искусств и наук МУ. «Целью этого фундаментального исследования было выявить больше этих особых белков, заложив основу, чтобы в будущем ученые лучше понимали, как функционируют нейронные цепи».Исследовательскую группу возглавляли Зарс, а также Мирела Милеску и Лорин Милеску, которые оба являются доцентами биологических наук в MU.
В команду входили четыре студента и четыре аспиранта. Вместе исследователи сосредоточились на семействе генов, которые кодируют вкусовые рецепторы, обнаруженные у плодовых мушек. Удивительно, но некоторые из этих вкусовых рецепторов также активируются под действием тепла и, таким образом, играют роль в определении температуры окружающей среды.Сначала студенты в лаборатории Мирелы Милеску исследовали термочувствительность этих белков и определили одного члена семейства, названного Gr28bD, как главного кандидата на термогенетику.
Затем ученики Лорина Милеску использовали методы визуализации в реальном времени и программное обеспечение, разработанное в их лаборатории, чтобы продемонстрировать, что белок Gr28bD может посредством разницы температур модулировать мозговую деятельность дрозофил.Наконец, мухи были протестированы в лаборатории доктора Троя Зарса на поведение в зависимости от температуры.
Используя специально разработанную тепловую камеру, которая позволяет точно контролировать температуру окружающей среды, ученики Зарса смогли показать, что белок Gr28bD может контролировать поведение этих мух, используя температуру в качестве «переключателя мозга».«Gr28bD может стать мощным инструментом в управлении нейронной активностью и изучении функционирования нейронных цепей», — сказал Бентон Бериган, аспирант лаборатории Лорина Милеску. «Поскольку этот белок не обнаружен ни у одного млекопитающего, он становится хорошим кандидатом для разработки новых термогенетических инструментов, которые будут использоваться в фундаментальных исследованиях и, возможно, когда-нибудь у людей».По словам Зарса, дальнейшее изучение термогенетики может привести к разработке инструментов глубокой стимуляции мозга в рамках национального проекта исследования мозга посредством продвижения инновационных нейротехнологий (BRAIN).Это исследование подчеркивает мощь прецизионной трансляционной медицины и перспективы предлагаемого комплекса трансляционной прецизионной медицины (TPMC) в Университете Миссури.
TPMC объединит отраслевых партнеров, несколько школ и колледжей на территории кампуса, а также федеральное правительство и правительство штата, чтобы обеспечить точную и персонализированную медицину. Научные достижения MU будут эффективно воплощены в новых лекарствах, устройствах и методах лечения, которые обеспечивают индивидуальный уход за пациентами, основанный на генах, окружающей среде и образе жизни человека, в конечном итоге улучшая здоровье и благополучие людей.