Джеро Мизенбок (Gero Miesenbock) и Сюзанна Лима (Susana Lima) из медицинской школы Йельского университета (Yale University School of Medicine) разработали новый способ управления нервной системой плодовых мушек, который пригодится в биологических экспериментах.
«Это — новый подход к неврологии, — рассказал Мизенбок. — Мы теперь можем не только пассивно наблюдать, но и активно управлять поведением подопытного насекомого».
Новая система дистанционного управления может заменить хирургически внедрённые электроды, которые учёные используют в настоящее время, чтобы изучать деятельность нейронов в мозге.
«Если бы мы пронзили мух электродами, то не смогли бы увидеть полный диапазон их поведения», — пояснил Мизенбок. И, помимо неудобства в работе, громоздкие электроды могут неосторожно стимулировать соседние нейроны. Новая же техника способна активировать только один, заранее выбранный тип нейрона.
Для этого исследователи генетически модифицировали мух, «встроив» в их код специальный «выключатель».
Он состоит из белка, позволяющего определённым ионам проходить через стенки клеток-нейронов (в данном опыте — это был узел, ответственный за паническую реакцию насекомого, выдающий команду «вскакивать с места и улетать прочь»).
Роль «ключа» к замку сыграла молекула аденозинтрифосфата (ATФ), которая обычно служит топливом внутри клеток, но также способна выполнять и другие функции (спускового крючка), перемещаясь также и между клеток.
Чтобы нужные нейроны активировались только по желанию учёных, биологи ввели в мозг насекомого порцию молекул ATФ, заключённых в специальные молекулярные клетки. Причём эти оболочки были способны разрушаться под действием сильного ультрафиолетового излучения.
В серии опытов 60-80% мух, «оборудованных» этим своеобразным спусковым механизмом, при облучении импульсом лазера, длительностью в 0,2 секунды, реагировали заданным образом.
И это не была реакция непосредственно на свет, утверждают учёные, так как то же поведение демонстрировали и слепые мушки. Просто луч проникал через их кутикулу — «кожу», освобождая молекулы ATФ и запуская генетический переключатель, включающий нужные нейроны.
