Ricercatori hanno messo a punto CaBLAM (Ca2+ BioLuminescence Activity Monitor), uno strumento molecolare per misurare l'attività all'interno di cellule cerebrali viventi. Lo sviluppo della molecola che è diventata CaBLAM è stato guidato da Nathan Shaner dell'University of California, San Diego e il lavoro è stato descritto in uno studio pubblicato su Nature Methods. CaBLAM cattura segnali a livello di singola cellula e subcellulare ad alta velocità e ha funzionato bene in topi e zebrafish, permettendo registrazioni di durata plurioraria senza luce esterna.
I metodi correnti si basano sulla fluorescenza e richiedono luce esterna che può danneggiare le cellule, provocare fotobleaching e richiedere hardware come laser e fibre ottiche. La bioluminescenza produce luce internamente quando un enzima degrada una piccola molecola; così si evita la luce esterna intensa, la fototossicità e si ottiene contrasto elevato perché il tessuto non produce bioluminescenza di per sé. Poiché il tessuto disperso attenua e sfoca la luce esterna, neuroni ingegnerizzati che emettono bioluminescenza risultano più facili da individuare; in un esempio i ricercatori hanno registrato attività per cinque ore consecutive.
Il Bioluminescence Hub, lanciato nel 2017 con una sovvenzione importante della National Science Foundation, sta inoltre lavorando su progetti come usare una cellula vivente per inviare luce rilevabile da cellule vicine e progettare metodi basati sul calcio per controllare l'attività. Un obiettivo chiave è creare sensori del calcio più luminosi. Al progetto hanno contribuito almeno 34 ricercatori di istituzioni partner, tra cui Brown, Central Michigan University, UC San Diego, UCLA e New York University; il finanziamento è arrivato dal National Institutes of Health, dalla National Science Foundation e dalla Paul G. Allen Family Foundation.
Parole difficili
- mettere a punto — sviluppare o perfezionare qualcosa per uso praticomesso a punto
- bioluminescenza — luce prodotta da organismi o reazioni biologiche
- fototossicità — danno alle cellule causato da luce esterna
- fotobleaching — perdita di fluorescenza per esposizione alla luce
- attenuare — ridurre intensità o forza di qualcosaattenua
- subcellulare — che riguarda parti interne della cellula
- ingegnerizzare — modificare geneticamente o progettare organismiingegnerizzati
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Domande di discussione
- Quali vantaggi pratici può offrire l'uso della bioluminescenza nella ricerca sul cervello?
- In quali situazioni pensi che registrazioni pluriorarie senza luce esterna siano particolarmente utili? Spiega.
- In che modo la collaborazione tra più istituzioni e finanziatori può accelerare lo sviluppo di sensori come CaBLAM?
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