Los investigadores han desarrollado un nuevo método para marcar proteínas receptoras de neurotransmisores ingenuas en cerebros de animales vivos.
El trabajo está publicado en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences. . Los investigadores incluyen al profesor Itaru Hamachi de la Universidad de Kioto, el profesor asociado Hiroshi Nonaka, el profesor asociado Kiyoshi Sakamoto y el estudiante de doctorado Kazuki Shiraiwa.
Convencionalmente, las proteínas que emiten fluorescencia (proteínas fluorescentes) se expresaban en un estado fusionado con proteínas producidas mediante modificación genética. Sin embargo, debido a las preocupaciones sobre (1) la necesidad de modificación genética, (2) el obstáculo funcional de las proteínas fusionadas a la proteína objetivo y (3) las preocupaciones sobre defectos durante la expresión, hubo una demanda de desarrollar tecnología para marcar (etiquetar) proteínas en un estado más natural.
Por primera vez en el mundo, el grupo de investigación logró marcar químicamente receptores de neurotransmisores naturales en cerebros de ratones sin manipulación genética mediante el uso de química de acilimidazol dirigida por ligando (química LDAI). Mediante un análisis de seguimiento de pulsos de los receptores de glutamato tipo AMPA (receptores AMPA) en el cerebro en desarrollo posnatal utilizando este método, se determinó que los receptores AMPA que alguna vez realizaron una función se trasladaron a sinapsis que desempeñan diferentes funciones y se reutilizan.
En principio, esta tecnología se puede aplicar no sólo a ratones sino también a otras especies. También se pueden esperar avances para muchas especies, incluidos primates como los titíes, donde etiquetar un objetivo es difícil con metodologías genéticas. Además, se puede aplicar directamente a sistemas experimentales con animales modelo (modelos de enfermedades, ratones genéticamente modificados, etc.) establecidos hasta la fecha por investigadores de todo el mundo, y se puede esperar que se aclaren las relaciones entre la patología y la dinámica de los receptores.
Además, esta tecnología no sólo analiza el destino (movimiento y vida útil) de las proteínas, sino que puede ser útil para dilucidar la función de las proteínas naturales en animales individuales mediante la introducción de varias moléculas funcionales en el futuro, y la investigación está en curso.
Esta investigación se llevó a cabo en colaboración con el profesor Shigeki Kiyonaka de la Universidad de Nagoya, el profesor Etsuo Susaki de la Universidad Juntendo, el profesor Hiroki Ueda de la Universidad de Tokio, el profesor Michisuke Yuzaki, el profesor asociado Wataru Kakegawa y el profesor asistente Itaru Arai de la Universidad Keio. P>
El proyecto de investigación en curso tiene como objetivo dilucidar con precisión la transmisión de información y la formación de redes intercelulares dentro del sistema nervioso y el cerebro a nivel de moléculas de proteínas individuales mediante la creación de técnicas moleculares de biología química innovadoras.
Más información: Hiroshi Nonaka et al, Marcado químico bioortogonal de receptores de neurotransmisores endógenos en cerebros de ratones vivos, Actas de la Academia Nacional de Ciencias (2024). DOI:10.1073/pnas.2313887121
Proporcionado por la Agencia Japonesa de Ciencia y Tecnología (JST)
