Un team internazionale di scienziati ha compiuto un passo importante verso una migliore comprensione del funzionamento interno del cervello, compresi i processi molecolari che potrebbero svolgere un ruolo nei disturbi neurologici.

Il team di ricerca ha utilizzato per la prima volta un nuovo biosensore per tracciare otticamente i movimenti del neurotrasmettitore glicina, una molecola di segnalazione nel cervello.

Il capo ricercatore Professore Associato Colin Jackson dell'Australian National University (ANU) ha affermato che il nuovo studio aiuterebbe gli scienziati a ottenere maggiori informazioni sui disturbi neurologici che si verificano a causa dell'attività disfunzionale dei neurotrasmettitori.

"Per capire come funziona il cervello a livello molecolare e come le cose possono andare storte, dobbiamo capire il rilascio e l'assorbimento dei neurotrasmettitori, ", ha affermato il Professore Associato Jackson della ANU Research School of Chemistry.

"I neurotrasmettitori sono troppo piccoli per vedere direttamente, quindi abbiamo creato un nuovo biosensore per loro."

La glicina è un neurotrasmettitore del sistema nervoso centrale, compreso nella corteccia, midollo spinale, tronco cerebrale e retina. Svolge un ruolo nella comunicazione e nell'apprendimento neuronale, e anche nell'elaborazione di informazioni motorie e sensoriali che consentono il movimento, vista e udito.

Il team di ricerca ha progettato e realizzato una proteina per legare la glicina e l'ha fusa con altre due proteine ​​fluorescenti.

"Quando la proteina legante si lega alla glicina, le proteine ​​fluorescenti cambiano le loro posizioni relative e vediamo un cambiamento nella fluorescenza che possiamo monitorare con un microscopio speciale, "Ha detto il professore associato Jackson.

"Prima non c'era modo di visualizzare l'attività della glicina nel tessuto cerebrale - possiamo farlo ora, che è eccitante.

"Nel futuro, vogliamo realizzare sensori per altri neurotrasmettitori e utilizzare il nostro sensore per esaminare le basi molecolari di alcuni disturbi neurologici".

La ricerca è stata finanziata dal programma Human Frontiers in Science Fellowship, che ha finanziato il team del Professore Associato Jackson all'ANU e ricercatori dell'Università di Bonn in Germania e dell'Istituto di Scienza e Tecnologia in Austria.

Il team del professor Christian Henneberger presso l'Università di Bonn in Germania ha assistito nella progettazione del sensore e ha sviluppato le tecniche per utilizzare il nuovo biosensore nel tessuto cerebrale vivente. Ciò ha permesso loro di vedere come i livelli di glicina cambiano in tempo reale in risposta all'attività neuronale e come la glicina viene distribuita nel tessuto cerebrale vivente.

"Il sensore ci ha permesso di testare direttamente ipotesi importanti sulla segnalazione della glicina. Abbiamo anche scoperto che, inaspettatamente, i livelli di glicina cambiano durante l'attività neuronale che induce cambiamenti sinaptici legati all'apprendimento, "Ha detto il professor Henneberger.

"Stiamo proseguendo il nostro studio esplorando ulteriormente i meccanismi che regolano l'influenza della glicina sull'elaborazione delle informazioni nel cervello sano e anche nei modelli di malattia".

La ricerca è pubblicata su Natura chimica biologia .