Revista internacional de minería de datos biomédicos
Acceso abierto
ISSN: 2090-4924
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Samrat Roy Choudhury
El homólogo 1 de Achaete-scute (Ascl1 o Mash1 en vertebrados) es un competidor significativo de cualidades proneurales, conocido por promover la salida del ciclo celular y la separación neuronal. Mash1 inicia la separación de neuroblastos de las células neuroepitelialesy, además, proteger a los neuroblastos de los daños a través del hardware de restricción paralelo intercedido por la proteína 'delta' durante la mejora del sistema sensorial. El estado de metilación distorsionado en los anunciantes de calidad proneural de todos modos puede provocar sus articulaciones ectópicas que se han percibido relacionadas con un desarrollo aprensivo debilitado, aumento de neuronas excitatorias o neuralgia intensa. En esto, nos hemos centrado en dispositivos de proteína de combinación inducibles por luz (optogenéticos) ingeniosamente diseñados para desmetilar el anunciante Mash1 con precisión espaciotemporal, que en cualquier caso distinguió hipermetilado con articulación disminuida en un par de genealogías de organismos neuronales indiferenciados (NSC) murinos. El anunciante que se centró en el desarrollo contenía proteína inducible de luz azul CIB1 (hélice circular de hélice fundamental asociada a criptocromo) entrelazada con los efectores similares al activador de registro explícito (TAL-TF) del anunciante Ascl1, mientras que la proteína de interfaz CIB1 cómplice CRY2 se combinó con los diez. once proteínas de movimiento (TET). La relación iniciada por la luz de estas proteínas combinadas optogenéticas provocó una gran desmetilación específica en los CpG objetivo del anunciante Mash1 con una articulación de calidad ampliada. El resultado general de estos cambios epigenéticos provocados por la luz se diseccionó luego con respecto al fenotipo ajustado y el diseño de separación entre las NSC. También presentamos algunos aparatos de fluorescencia de una sola partícula como FLIM-FRET o FCS para detectar la tasa de afiliación intraatómica y los elementos restrictivos de las proteínas optogenéticas. Posteriormente, este marco permite un examen directo y no intrusivo de las fases básicas de la morfogénesis de NSC a través de ajustes epigenéticos activados por la luz y la promulgación transcripcional.
La mejora de un modelo de sistema neuronal humano controlable optogenéticamente en sociedades tridimensionales (3D) puede brindar un marco perspicaz que sea mucho más aplicable fisiológicamente y esté mejor preparado para imitar partes del trabajo del cerebro humano. Se crearon neuronas delicadas mediante la transducción de canalrodopsina-2 (ChR2) en células precursoras neuronales inferidas (Axol) de organismos indiferenciados pluripotentes activados por humanos (hiPSC) utilizando lentivirus y anunciantes explícitos de tipo celular. Una población mixta de neuronas corticales humanas determinadas por iPSC, astrocitos y células engendradorasse obtuvieron (Axol-ChR2) tras la separación neural. La sinapsina-1 del anunciante neuronal del plato (SYN1) y la quinasa II del calcio-calmodulina del anunciante explícito de la neurona excitatoria (CaMKII) se utilizaron para impulsar la articulación de calidad correspondiente a fin de evaluar el estado de separación de las células enfocadas. La articulación de ChR2 y la caracterización de subpoblaciones en células Axol-ChR2 separadas se evaluaron utilizando citometría de flujo y recoloración inmunofluorescente. Estas células se trasladaron del cultivo 2D al hidrogel de alginato 3D funcionalizado con arginina-glicina-aspartato (RGD) y pequeños átomos (Y-27632). El hidrogel de alginato RGD mejorado se describió y evaluó genuinamente en cuanto a la razonabilidad celular para completar como un marco de cultivo 3D no exclusivo para humanos pluripotentes indiferenciados.( hPSCs ) y células neuronales. Antes de la ejemplificación celular, se investigaron los ejercicios del sistema neural de las células Axol-ChR2 y las neuronas esenciales utilizando imágenes de calcio. Los resultados muestran que los ejercicios prácticos se lograron de manera efectiva a través de la articulación de ChR2 por parte de los anunciantes CaMKII y SYN1. El marco de hidrogel de alginato RGD refuerza el desarrollo de células Axol-ChR2 separadas al tiempo que permite la ubicación de la articulación ChR2 tras la incitación de la luz. Esto permite un control exacto y no intrusivo de los sistemas neuronales humanos en 3D.
Algunos campos de la neurociencia se han reformado con la aparición de la optogenética, un procedimiento que ofrece la posibilidad de ajustar la fisiología neuronal debido a la estimulación de la luz. Este dispositivo imaginativo y expansivo dio un objetivo espacial y fugaz fenomenal para investigar la acción de los circuitos neuronales ocultos en la comprensión y la conducta. Con un desarrollo exponencial en la divulgación y combinación de nuevos actuadores fotosensibles equipados para ajustar el trabajo de los sistemas neuronales, diferentes campos de la ciencia están encontrando un nuevo avance comparable. Aquí, auditamos los diferentes kits de herramientas optogenéticas creados para impactar la fisiología celular.así como las diversas formas en que se pueden construir para regular exactamente el marcado y registro intracelular. También investigamos los procedimientos necesarios para comunicar y fortalecer de manera efectiva estos actuadores fotográficos in vivo antes de hablar sobre cómo estos instrumentos pueden iluminar nuestra comprensión de la versatilidad neuronal a nivel de marcos.
Además de distinguir los factores de registro que dirigen el registro de calidad debido a impulsos externos, los instrumentos epigenéticos que aplican un control confiable de la articulación de la calidad mediante el ajuste de la estructura de la cromatina , en lugar de cambiar la agrupación del ADN en sí, se han desarrollado recientemente como formas moderadas mediante las cuales el SNC logra el alistamiento de flexibilidad. Un área problemática en el campo de la neurociencia es la evidencia distintiva de instrumentos fisiológicos relacionados con la experiencia que promueven cambios en el ejemplo de la metilación del ADN, así como cambios postraduccionales de las histonas que controlan la manifestación de cualidades flexibles en el cerebro. Otro arreglo de aparatos optogenéticos aptos para influir tanto en la epigenéticay el registro se está desarrollando (menos de arena debajo), ofreciendo mejores enfoques para examinar los componentes intracelulares de la versatilidad neuronal básica.
Numerosos sistemas han quedado atrapados en caso de flexibilidad de los subordinados de movimiento. Según el estándar de Hebb, las neuronas que disparan juntas se conectan entre sí, mientras que las neuronas que disparan fuera de sincronía pierden su conexión. Muchos años de esfuerzo en el campo han explicado la contribución de varios receptores postsinápticos en este sistema. Los receptores de glutamato (Glu) del tipo corrosivo α-amino-3-hidroxi-5-metil-4-isoxazolpropiónico (AMPA) y N-metil-d-aspartato (NMDA) son proteínas clave en procedimientos de potenciación transitoria y de largo recorrido de transmisión sinaptica. Los receptores NMDA postsinápticos distinguen la acción neuronal sincronizada entre las neuronas pre y postsinápticas y fortalecen el movimiento aguas abajo de la célula postsináptica. La acción ampliada y la coordinación entre los receptores sinápticos pre y presentes conduce a cambios duraderos en la red sináptica, es decir, flexibilidad. Por otro lado, las terminales nerviosas que experimentan un movimiento debilitado y no sincronizado al final perderán sus contactos sinápticos y se retirarán. Esta maravilla es, según todos los relatos, mediada por el disfraz de los receptores AMPA postsinápticos. Otros tipos de flexibilidad sináptica, como la flexibilidad homeostática, la flexibilidad intermedia γ-aminobutírica (GABA), la neurogénesis y la sinaptogénesis también están involucradas en la guía de la transmisión sináptica. Esta maravilla es, según todos los relatos, mediada por el disfraz de los receptores AMPA postsinápticos. Otros tipos de versatilidad sináptica, como la flexibilidad homeostática, la flexibilidad intermedia γ-aminobutírica (GABA), la neurogénesis y la sinaptogénesis también están involucradas en la guía de la transmisión sináptica. Esta maravilla es, según todos los relatos, mediada por el disfraz de los receptores AMPA postsinápticos. Otros tipos de flexibilidad sináptica, como la flexibilidad homeostática, la flexibilidad intermedia γ-aminobutírica (GABA), la neurogénesis y la sinaptogénesis también están involucradas en la guía de la transmisión sináptica.
Una prueba importante para la neurociencia actual es controlar la acción de un tipo de neurona solitaria en el cerebro de los mamíferos mientras se dejan las demás inalteradas. La utilización de la estructura atómica en el campo de la optogenética proporcionó valiosas herramientas para controlar grupos específicos de neuronas que subyacen a la conducta. La optogenética ha tenido un efecto significativo en la resolución de problemas que incluyen versatilidad intermodular, preparación de datos por hardware neuronal, desarrollo de la memoria del hipocampo, tensión y tristeza, formación de temor, hostilidad, control de conducta, reconstrucción de capacidades visuales en criaturas aturdidas, la enfermedad de Parkinson y la epilepsia.