Dr. Numano y Fig.1:Derecha:El canal de conmutación de fotos Yin / yang controla la actividad neuronal mediante irradiación UV / VIS con fotoisómeros MAG. Centro:La caligrafía Yin / yang es producida por Adachi-rohshi (sacerdote Zen en Kamakura JAPÓN 1932-). Enkaku Jiun (seudónimo) está firmado con un sello en el lado izquierdo. Este trabajo de caligrafía está arreglado con el permiso de Adachi-rohshi. Copyright:Universidad Tecnológica de Toyohashi
El Dr. Numano y sus colegas han estado investigando la dinámica de los canales iónicos y manipulándolos de manera eficiente para el control óptico de la actividad neuronal.
René Descartes propuso que todo sistema fisiológico podría ser reconocido por principios mecanicistas. Reconocemos los receptores de glutamato ionotrópicos de bioestructura intactos (iGluR6) como maquinaria, que normalmente se expresa en procesos neurales sinápticos en el cerebro de los mamíferos. Para controlar cualquier actividad neuronal de forma remota y reversible, nano-máquinas fotoconmutables (LiGluR y Yin / yang) se desarrollaron en base a iGluR6 y se operaron con nuevos productos químicos fotoiosomerizables, REVISTA.
Rika Numano en el Instituto de Investigación Interdisciplinaria Inspirado en Electrónica (EIIRIS), Tecnología Toyohashi, en colaboración con el grupo de Ehud Isacoff en UC Berkeley han estado investigando la dinámica de los canales iónicos y manipulándolos de manera eficiente para el control óptico de la actividad neuronal.
Aquí, Numano y sus colegas cambiaron por foto el iGluR6 usando tres tipos de MAG0, 1, 2, que cuelgan 2R, 4R-allyi glutamato (G) de un enlazador que contiene el azobenceno fotoisomerizable (A) que se une a las cisteínas introducidas mediante maleimida (M). Los MAG se examinaron en algunas posiciones con mutación de cisteína alrededor del dominio de unión al ligando "clamshell" de la geometría.
En células neurales con LigluR (con mutación L439C), los potenciales de acción se evocan y extinguen de manera óptima por la luz ultravioleta y visible, respectivamente. El control óptico Yin / yang (G486C) hace posible que una sola longitud de onda de luz provoque potenciales de acción en un conjunto de neuronas, mientras desexcita un segundo conjunto de neuronas en la misma preparación.
La capacidad de generar respuestas opuestas con MAG0 corto y dos versiones de un canal de destino, que se puede expresar en diferentes tipos de células, allana el camino para la ingeniería de oponencia en neuronas que median funciones opuestas.
Los investigadores pudieron controlar la notable actividad del circuito neuronal para regular la fisiología desde una perspectiva mecanicista.
