Un equipo internacional de científicos ha dado un paso importante para lograr una mejor comprensión del funcionamiento interno del cerebro. incluidos los procesos moleculares que podrían desempeñar un papel en los trastornos neurológicos.

El equipo de investigación ha utilizado un nuevo biosensor para rastrear ópticamente los movimientos del neurotransmisor glicina, una molécula de señalización en el cerebro, por primera vez.

El investigador principal, profesor asociado Colin Jackson de la Universidad Nacional de Australia (ANU), dijo que el nuevo estudio ayudaría a los científicos a obtener más información sobre los trastornos neurológicos que ocurren debido a la actividad disfuncional de los neurotransmisores.

"Para comprender cómo funciona el cerebro a nivel molecular y cómo pueden salir mal las cosas, necesitamos comprender la liberación y absorción de neurotransmisores, ", dijo el profesor adjunto Jackson de la Escuela de Investigación de Química de ANU.

"Los neurotransmisores son demasiado pequeños para verlos directamente, así que les hicimos un nuevo biosensor ".

La glicina es un neurotransmisor del sistema nervioso central, incluso en la corteza, médula espinal, tronco encefálico y retina. Desempeña un papel en la comunicación y el aprendizaje neuronales, y también en el procesamiento de información motora y sensorial que permite el movimiento, visión y audición.

El equipo de investigación diseñó y fabricó una proteína para unir glicina y la fusionó con otras dos proteínas que son fluorescentes.

"Cuando la proteína de unión se une a la glicina, las proteínas fluorescentes cambian sus posiciones relativas y vemos un cambio en la fluorescencia que podemos monitorear con un microscopio especial, "Dijo el profesor adjunto Jackson.

"Anteriormente no había forma de visualizar la actividad de la glicina en el tejido cerebral; podemos hacerlo ahora, lo cual es emocionante.

"En el futuro, queremos hacer sensores para otros neurotransmisores y usar nuestro sensor para observar la base molecular de ciertos trastornos neurológicos ".

La investigación fue financiada por el Programa de Becas Human Frontiers in Science, que financió el equipo del Profesor Asociado Jackson en ANU e investigadores de la Universidad de Bonn en Alemania y el Instituto de Ciencia y Tecnología en Austria.

El equipo del profesor Christian Henneberger en la Universidad de Bonn en Alemania ayudó en el diseño del sensor y desarrolló las técnicas para utilizar el nuevo biosensor en tejido cerebral vivo. Esto les permitió ver cómo cambian los niveles de glicina en tiempo real en respuesta a la actividad neuronal y cómo se distribuye la glicina en el tejido cerebral vivo.

"El sensor nos permitió probar directamente hipótesis importantes sobre la señalización de glicina. También descubrimos que, inesperadamente, los niveles de glicina cambian durante la actividad neuronal que induce cambios sinápticos relacionados con el aprendizaje, "Dijo el profesor Henneberger.

"Estamos siguiendo nuestro estudio explorando más los mecanismos que gobiernan la influencia de la glicina en el procesamiento de información en el cerebro sano y también en modelos de enfermedades".

La investigación se publica en Biología química de la naturaleza .