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
Algoritmen verklaren omzetting van propaan naar propeen
Onderzoekers van de University of Rochester ontwikkelden algoritmen die laten zien welke atomaire kenmerken bepalen hoe propaan verandert in propeen. De inzichten helpen om katalysatoren te begrijpen en kunnen producenten helpen efficiënter te werken.
Onderzoekers werken aan antiserum tegen zwarte schorpioen
Indiaanse onderzoekers analyseren het gif van de Indische zwarte schorpioen en werken aan een antiserum. Ze vonden veel verschillende toxines, testten het gif op muizen en benadrukken de noodzaak van betere behandelmethoden.
Goedkope sensornetwerken meten luchtkwaliteit in Zuid‑Afrika
Wetenschappers gebruiken AI en goedkope IoT-sensoren om luchtkwaliteit realtime te meten in Zuid‑Afrika. Een pilot in Soweto leidde tot uitbreiding: volgend jaar komen 500 sensoren in het Sedibeng-district om een dichte vervuilingskaart te maken.
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.