Pesquisadores desenvolveram uma nova ferramenta molecular, o Ca2+ BioLuminescence Activity Monitor (CaBLAM), capaz de medir a atividade dentro de células cerebrais vivas. O trabalho foi publicado em Nature Methods e a molécula que originou o CaBLAM foi liderada por Nathan Shaner na University of California, San Diego.
O CaBLAM detecta sinais em nível de célula única e subcelular e opera em alta velocidade. Funciona bem em camundongos e peixes-zebra e permitiu registros contínuos de atividade por cinco horas, um resultado difícil de obter com técnicas de fluorescência. A bioluminescência gera luz internamente quando uma enzima degrada uma pequena molécula, o que elimina a necessidade de iluminação externa intensa e reduz fotodesbotamento e fototoxicidade.
Os autores explicam que a luz interna sobressai num fundo escuro porque o tecido cerebral não produz bioluminescência naturalmente; já a iluminação externa faz o tecido brilhar fracamente e espalhar luz, o que enfraquece e borra as imagens. Neurônios geneticamente modificados para brilhar por bioluminescência podem ser mais fáceis de visualizar mesmo com dispersão de luz.
O Bioluminescence Hub, lançado em 2017 com uma grande bolsa da National Science Foundation, continua outros projetos, como usar uma célula viva para enviar luz detectada por células vizinhas e desenvolver métodos baseados em cálcio para controlar atividade. Pelo menos 34 pesquisadores de instituições parceiras, incluindo Brown, Central Michigan University, UC San Diego, UCLA e New York University, contribuíram. O financiamento veio do National Institutes of Health, da National Science Foundation e da Paul G. Allen Family Foundation.
Palavras difíceis
- bioluminescência — luz produzida por reações químicas em seres vivos
- fotodesbotamento — perda de brilho em marcadores por luz
- fototoxicidade — dano celular causado pela exposição à luz
- subcelular — que pertence a partes menores da célula
- dispersão — espalhamento de luz em tecido ou materiais
- enzima — proteína que acelera reações químicas
Dica: passe o mouse, foque ou toque nas palavras destacadas no artigo para ver definições rápidas enquanto lê ou ouve.
Perguntas para discussão
- Quais vantagens e limitações você vê no uso de bioluminescência em vez de técnicas de fluorescência para estudar atividade cerebral? Explique.
- Que aplicações de pesquisa ou médicas poderiam se beneficiar de uma ferramenta que registra atividade celular continuamente por horas? Dê exemplos e razões.
- Quais preocupações éticas ou práticas podem surgir ao usar neurônios geneticamente modificados para brilhar em estudos com animais?
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