科学家工程师脑细胞产生光线

超出纤维：生物发光在大多数光学机构实验中，光通过光纤电缆从激光器输送到电池。一项新的研究项目侧重于制造细胞产生自己的光，让他们控制自己的活动或相邻细胞的活动。照片：Mike Cohea /布朗大学

来自棕色大学和中部密歇根大学的神经科学家正致力于在大脑和超越中使Optimetics更强大。

普罗维登斯（瓦德岛（棕色大学） - 革命，Optimetics技术为生物学 - 神经科学尤其可以重新改变，如果在棕色大学和中央密歇根大学（CMU）正在进行中，可以再次转化。

首先以实际形式介绍2005年，Optogensetics将脑科学家提供了令人惊叹的新能力，使用激光的脉冲来控制几乎任何类型的任何区域，都具有精确的定时。先前的控制神经元的方法并不理想。电脉冲强大，但驱动区域中的所有细胞，而不仅仅是所需的细胞类型。药物无法将控制权限受到限制对特定区域，并且没有精确的时间。Optogensetics可以通过基因工程细胞来完成所有的兴奋或抑制不同颜色的光。

克里斯托弗·摩尔（TheChry）仍然可以做更多的是，克里斯托弗·摩尔仍然可以做更多更多，这是一个新项目，由下午100万美元的新增资金提供资金。凯克基金会。他的目标是使细胞“智能”足以在需要时精确地发光，以便对自己或其邻居进行聚酰化。如果光学机构批准用于人类使用，这种新的自我调节形式 - 这不会涉及从外部注射光线 - 可以产生新的方法来治疗从癫痫发作到帕金森病到糖尿病中的问题。

科学家已经能够为脑细胞 - 神经元 - 像萤火虫一样的光线。这将允许控制对光线响应的致原细胞。

'bl-og，'和超越

2013年，CMU副教授摩尔的合作师UTE Hochgeschwender展示了如何使用本质上广泛发现的能力发出原遗传电池：生物发光。生物发光是自然化学反应，允许萤火虫和许多海洋生物来制作光线。将生物发光与Optimetics配对的前进允许科学家制作技术无线。在大多数致敏实验中，激光通过光纤电缆输送到主体中，但是通过施用药物，可以通过BL-OG - 用于生物发光 - 光学的速度 - 冷却，可以通过施用药物在细胞中触发生物相容的光。

现在，摩尔，河谷和棕色教授Barry Connors，Julie Kauer和Diane Lipscombe，凌部大脑科学研究所的临时主任，将追求下一步。

“在新的授权中，我们正在做的是将Bl-OG拍摄并将其带到它开始从其存在的其他任何东西不同的地方，”摩尔说。

这个想法是在感知需要时编程BL-OG单元来发光。作为生活实体，细胞将其生命中的寿命感到感知他们的环境，并进行遗传指示以实施复杂的活性，例如表达蛋白质，产生能量，甚至对抗威胁。为什么不尝试将该可编程性与Bl-OG组合起来，以帮助细胞互相帮助或自己？

“现在我可以给药，使细胞发光，它会产生一段时间的效果，”摩尔说。“如果我们只有在表现得差的情况下，只有我们可以调节一个电路，就会真的很整洁。你喜欢做的是让细胞具有正常的活动模式，然后在那个[有问题]时刻。这是一个实时反馈方法。“

例如，癫痫

该团队计划通过专注于身体各个部位的细胞中的钙离子流动，是Lipscombe专业知识的特定领域的钙离子的流动。通过在它们中建立正电荷，钙激发细胞（例如神经元），直到它们越过动作阈值。例如，在癫痫中，有太多的激励。连接有详细研究了。

以下是团队如何提供帮助：使用Bl-OG，他们已经知道如何使能够发射和/或响应光的目标细胞。下一步是将这些功能联系起来感测钙离子的水平。合成生物学，其中科学家将DNA指令的片段添加到细胞或整个生物的基因组中，以新的能力基本上计划，提供一种使可行的潜在方法。

在癫痫的举例中，大脑中的Bl-OG启用的神经元可以被编程为如果钙离子在太快汹涌澎湃的情况下，则会被编程以发出红色（如红绿灯）。红色辉光可以触发相邻的致灭电池，以抑制它们在钙的堆积中刺激它们的激发，并在开始时有效地停止癫痫发作。

“类似的效果可以使帕金森病中的脑活动正常化，其中在特定脑区的失控被认为是这种疾病的症状，”摩尔说。

此外，Optogenetics在身体的其他部位工作。在胰腺中，团队希望看到是否有可能编程BL-OG的细胞以感测低血糖水平。钙离子在胰岛素分泌中具有重要作用，因此当糖太低时，被编程为自调节的细胞可以触发光发光，以致光学增加传导胰岛素产生的细胞的激发。

“在赠款中，我们建议探索各种不同的目标，”他说。另一种是平滑肌细胞，这也取决于钙，是整个身体血压的主要调节器。摩尔说，通过提高大脑和体内的血管控制质量，可以帮助各种问题。

通过棕色和CMU的匹配资金支持的研究刚刚开始。在项目结束时，摩尔表示，摩尔表示，他希望他和他的同事们将从一项技术中具有完全扩展的光原学，使科学家能够将实验室中的细胞控制成一个，使得能够控制自己和每种技术其他。