Een team van onderzoekers ontwikkelde een op bioluminescentie gebaseerd instrument om activiteit binnen levende hersencellen te meten. Het molecuul heet Ca2+ BioLuminescence Activity Monitor (CaBLAM) en werd ontwikkeld onder leiding van Nathan Shaner van de University of California, San Diego. CaBLAM kan enkelvoudige cellen en subcellulaire activiteit vastleggen met hoge snelheid en werkt goed in muizen en zebravissen.
Veelgebruikte beeldvorming met fluorescentie vereist extern licht en apparatuur zoals lasers en optische vezels. Die aanpak kan cellen beschadigen en veroorzaakt photobleaching, terwijl extern licht hersenweefsel zwak doet gloeien en het beeld vervaagt door verstrooiing. Bioluminescentie produceert daarentegen intern licht wanneer een enzym een klein molecuul afbreekt, waardoor er geen fel extern licht nodig is en experimenten langer kunnen doorgaan. In één voorbeeld registreerden de onderzoekers activiteit gedurende vijf uur achter elkaar.
Het Bioluminescence Hub, opgericht met een subsidie van de National Science Foundation, werkt ook aan projecten zoals het laten uitzenden van licht door een levende cel dat door buurcellen wordt gedetecteerd en het ontwerpen van calciumgebaseerde methoden om activiteit te regelen. Een belangrijk aandachtspunt is het creëren van helderdere calciumsensoren. Partners in het project zijn onder andere Brown, Central Michigan University, UC San Diego, UCLA en New York University (minstens 34 onderzoekers). Financiering komt van onder meer de National Institutes of Health, de National Science Foundation en de Paul G. Allen Family Foundation.
Moeilijke woorden
- bioluminescentie — lichtproductie door organismen zonder extern licht
- fluorescentie — licht dat wordt uitgezonden na externe belichting
- photobleaching — verlies van fluorescentie door langdurige lichtblootstelling
- verstrooiing — verspreiding van licht in weefsel of materiaal
- subcellulair — binnen delen van een individuele cel gelegensubcellulaire
- vastleggen — opnemen of registreren van gegevens of signalen
- calciumsensor — apparaat of molecuul dat calciumdetectie mogelijk maaktcalciumsensoren
Tip: beweeg de muisaanwijzer over gemarkeerde woorden in het artikel, of tik erop om snelle definities te zien terwijl je leest of luistert.
Discussievragen
- Welke voordelen en nadelen ziet u bij het gebruik van bioluminescentie in plaats van fluorescentie voor hersenonderzoek?
- Hoe kan het kunnen registreren van activiteit gedurende meerdere uren het onderzoek naar neurale signalen veranderen?
- Welke praktische of ethische overwegingen zijn belangrijk bij toepassing van deze technieken in dieren zoals muizen en zebravissen?
Gerelateerde artikelen
Nieuw satellietwaarschuwingssysteem SEWA voor Afrika
SEWA, een nieuw satellietgebaseerd vroegwaarschuwingssysteem, werd gelanceerd tijdens een forum in Windhoek (23–27 juni). Het moet toegang tot klimaat- en weersdiensten verbeteren en gemeenschappen en overheden beter laten reageren op risico's.
Virtueel Science Journalism Forum en lessen uit de pandemie
Het Science Journalism Forum (30 August—2 September) is dit jaar volledig virtueel en brengt wetenschapsjournalisten samen. Deborah Blum geeft een keynote over lessen uit de COVID-19-pandemie en er is extra aandacht voor ontwikkelingslanden.
Onderzoekers: AI-bias komt door te simpele modellen
Onderzoekers van de University of Texas at Austin bestudeerden problematische AI-algoritmen. Zij vinden dat bias vaak ontstaat omdat modellen de complexe werkelijkheid niet goed vastleggen. Ze noemen drie belangrijke factoren en geven concrete voorbeelden.