¿Estás hablando de optogenética? La optogenética es el uso de canales iónicos activados por la luz de bacterias en neuronas de mamíferos para controlar su activación. Los dos ejemplos más utilizados son la canalrodopsina y la halorodopsina.
La canalrodopsina (ChR) utilizada en neurociencia se encontró originalmente en las algas verdes Chlamydomonas reinhardtii ; Es un canal catiónico activado por la luz que las algas utilizan en la fototaxis. Cuando aísla el gen de las algas y coloca ese ADN en una neurona de mamífero, ya sea haciendo un animal transgénico o usando varias técnicas establecidas para transfectar el ADN en una célula, la neurona comenzará a crear estos canales. Cuando se ilumina la luz azul en las neuronas, los canales se abrirán, haciendo que las neuronas se disparen. Al entregar pulsos de luz muy precisos, el disparo puede controlarse en unos pocos milisegundos.
Halorhodopsin (NpHR) es una bomba de iones impulsada por la luz para iones de cloruro. Originalmente se deriva de las halobacterias, que son arqueobacterias que viven en condiciones de alto contenido de sal. Cuando el gen aislado se introdujo en las neuronas de los mamíferos, las neuronas dejaron de disparar cuando se iluminó con luz amarilla (porque la conductancia del cloruro bloqueó los potenciales de acción). El gen de la halorhodopsina original se ha modificado ampliamente para que sea más fácil para las neuronas de mamíferos producir la proteína correctamente y hacerla más sensible a pequeñas cantidades de luz.
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Debido a que uno impulsa el disparo y el otro lo inhibe, el uso de canalrodopsina y halorhodopsina juntos puede controlar la actividad de una neurona. Las personas han implantado estos genes en animales vivos (principalmente ratones y ratas) al empaquetar el ADN para ellos dentro de vectores virales, y al enfocar la luz azul y amarilla en el cerebro, han alterado aspectos del comportamiento del animal.
La optogenética es un área de investigación muy candente. Las personas están trabajando para modificar estas proteínas (o descubrir otras nuevas) que son sensibles a las nuevas longitudes de onda de la luz o que tienen propiedades interesantes, como permanecer abiertos hasta que se administre otro pulso o reaccionar más rápidamente a la luz. Las personas también están trabajando para extender la apertura y el cierre impulsados por la luz a otros tipos de señalización celular, como la señalización de la proteína G. Otros están trabajando en expandir la optogenética a los primates. La optogenética es una herramienta muy prometedora y sin duda será muy valiosa para ayudarnos a comprender el cerebro.
