Imagen: Una neurona hipocampal que se ha fotosensibilizado con los nuevos compuestos (izquierda), se puede estimular con un láser de impulsos de 900nm para producir una ráfaga de potenciales de acción que se puede medir con la técnica de patch clamp (derecha)
El grupo de Nanosondas y Nanoconmutadores del IBEC y sus colaboradores en España y en EEUU han publicado un artículo científico en la revista JACS que plantea una nueva manera de utilizar las proteínas reguladas por la luz. Las proteínas ‘conmutables’, por control remoto, pueden activar o inhibir las funciones bioquímicas específicas en las células vivas, lo que permite a los investigadores configurar y probar una multitud de situaciones dentro de la célula – para activar o desactivar los procesos a un nivel mucho más profundo en el tejido y con mayor resolución en 3D.
«Las biomoléculas fotoconmutables se utilizan para manipular con precisión los procesos bioquímicos celulares pero, hasta ahora, nadie ha explorado un método conocido como microscopía de excitación de dos fotones – que ofrece una penetración más profunda del tejido, con un volumen de excitación más pequeño, y reduce la fototoxicidad y la fotodestrucción – en relación con estos interruptores «, explica Pau Gorostiza, investigador principal del grupo de Nanosondas y Nanoconmutadores del IBEC y Profesor de Investigación ICREA. «Ahora, los interruptores de proteínas existentes también se pueden utilizar con excitación multi-fotón con luz infrarroja cercana, proporcionando resolución subcelular.»
Los investigadores han ajustado la respuesta a la luz de proteínas fotoconmutables existentes, para adaptarlas a la tecnología de estimulación de dos fotones. De este modo han sido capaces de obtener el control a nivel unicelular y subcelular, sin alterar las propiedades funcionales normales de las proteínas, y con mayor precisión.
Este descubrimiento constituye un avance importante en la optogenética y optofarmacología para controlar y visualizar la actividad de las neuronas con el fin de trazar un mapa de los circuitos neuronales.
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Artículo de referencia: Izquierdo-Serra M, Gascón-Moya M, Hirtz JJ, Pittolo S, Poskanzer KE, Ferrer E, Alibés R, Busqué F, Yuste R, Hernando J, Gorostiza P. (2014). Two-Photon Neuronal and Astrocytic Stimulation with Azobenzene-Based Photoswitches. J Am Chem Soc. 2014 Jun 18;136(24):8693-701
