Dr Numano e Fig.1:Il canale fotocommutato destro:Yin/yang controlla l'attività neurale mediante irradiazione UV/VIS con fotoisomeri MAG. Centro:la calligrafia Yin/yang è prodotta da Adachi-rohshi (sacerdote Zen a Kamakura GIAPPONE 1932-). Enkaku Jiun (pseudonimo) è firmato con sigillo sul lato sinistro. Questo lavoro di calligrafia è organizzato con il permesso di Adachi-rohshi. Diritto d'autore :Toyohashi University of Technology
Il Dr. Numano e colleghi hanno studiato la dinamica dei canali ionici e li hanno manipolati in modo efficiente per il controllo ottico dell'attività neurale.
René Descartes propose che tutto il sistema fisiologico potesse essere riconosciuto da principi meccanicistici. Riconosciamo i recettori ionotropici del glutammato a biostruttura intatta (iGluR6) come macchinari, che è normalmente espresso nei processi neurali sinaptici nel cervello dei mammiferi. Per controllare qualsiasi attività neurale a distanza e in modo reversibile, le nano-macchine fotocommutabili — LiGluR e Yin/yang — sono state sviluppate sulla base di iGluR6 e azionate utilizzando nuove sostanze chimiche fotoiosomerizzabili, MAG.
Rika Numano all'Istituto di ricerca interdisciplinare ispirato all'elettronica (EIRIS), Tecnologia Toyohashi, in collaborazione con il gruppo di Ehud Isacoff alla UC Berkeley hanno studiato la dinamica dei canali ionici e li hanno manipolati in modo efficiente per il controllo ottico dell'attività neurale.
Qui, Numano e colleghi hanno fotocommutato iGluR6 utilizzando tre tipi di MAG0, 1, 2, che penzolano 2R, 4R-allyi glutammato (G) da un linker contenente l'azobenzene fotoisomerizzabile (A) che è attaccato alle cisteine introdotte tramite la maleimmide (M). I MAG sono stati esaminati in alcune posizioni mutate in cisteina attorno al dominio di legame del ligando "a conchiglia" dalla geometria.
Nelle cellule neurali con LigluR (con mutazione L439C), i potenziali d'azione sono evocati ed estinti in modo ottimale dai raggi UV e dalla luce visibile, rispettivamente. Il controllo ottico Yin/yang (G486C) consente a una singola lunghezza d'onda della luce di suscitare potenziali d'azione in un insieme di neuroni, mentre si diseccita un secondo set di neuroni nella stessa preparazione.
La capacità di generare risposte opposte con MAG0 breve e due versioni di un canale target, che può essere espresso in diversi tipi di cellule, apre la strada all'ingegneria dell'opposizione nei neuroni che mediano le funzioni opposte.
I ricercatori potrebbero controllare la notevole attività del circuito neurale per regolare la fisiologia da un punto di vista meccanicistico.
