doi.org/10.1038/s41592-023-02122-4
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#Memória
O SynapShot, desenvolvido por uma equipe de pesquisa internacional, marca um grande avanço na neurociência ao permitir a observação ao vivo e em tempo real das mudanças sinápticas no cérebro.
O cérebro humano contém aproximadamente 86 bilhões de neurônios e 600 trilhões de sinapses que trocam sinais entre os neurônios para nos ajudar a controlar as diversas funções do cérebro, incluindo cognição, emoção e memória. Curiosamente, o número de sinapses diminui com a idade ou como resultado de doenças como a doença de Alzheimer, e a investigação sobre sinapses atrai, portanto, muita atenção. No entanto, existiram limitações na observação da dinâmica das estruturas sinapses em tempo real.
Avanço na observação de sinapses
Em 8 de janeiro, uma equipe de pesquisa conjunta liderada pelo Professor Won Do Heo do Departamento de Ciências Biológicas do KAIST, pelo Professor Hyung-Bae Kwon da Escola de Medicina Johns Hopkins e pelo Professor Sangkyu Lee do Instituto de Ciências Básicas (IBS) revelou que eles desenvolveram a primeira técnica do mundo que permite a observação em tempo real da formação, extinção e alterações de sinapses.
A equipe do professor Heo conjugou proteínas fluorescentes dependentes de dimerização (ddFP) com sinapses para observar o processo no qual as sinapses criam conexões entre neurônios em tempo real. A equipe chamou essa técnica de SynapShot, combinando as palavras ‘sinapse’ e instantâneo, e rastreou e observou com sucesso os processos vivos de formação e extinção de sinapses, bem como suas mudanças dinâmicas.
Melhorias e aplicações do SynapShot
Através de um projeto de pesquisa conjunto, as equipes lideradas pelo professor Heo e pelo professor Sangkyu Lee do IBS projetaram juntas um SynapShot com fluorescência verde e vermelha e foram capazes de distinguir facilmente a sinapse que conecta dois neurônios diferentes. Além disso, ao combinar uma técnica optogenética que pode controlar a função de uma molécula por meio da luz, a equipe conseguiu observar as mudanças nas sinapses e, ao mesmo tempo, induzir certas funções dos neurônios por meio da luz.
Através de mais pesquisas conjuntas com a equipe liderada pelo professor Hyung-Bae Kwon da Escola de Medicina Johns Hopkins, a equipe do professor Heo induziu diversas situações em ratos vivos, incluindo treinamento de discriminação visual, exercícios e anestesia, e usou o SynapShot para observar as mudanças em as sinapses durante cada situação em tempo real. As observações revelaram que cada sinapse poderia mudar de forma bastante rápida e dinâmica. Este foi o primeiro caso em que as alterações nas sinapses foram observadas num mamífero vivo.
Conclusão e Perspectivas Futuras
O professor Heo disse: “Nosso grupo desenvolveu o SynapShot por meio de uma colaboração com equipes de pesquisa nacionais e internacionais e abriu a possibilidade para observações ao vivo em primeira mão das mudanças rápidas e dinâmicas das sinapses, o que antes era difícil de fazer. Esperamos que esta técnica revolucione a metodologia de pesquisa no campo neurológico e desempenhe um papel importante em iluminar o futuro da ciência do cérebro.”
Esta pesquisa, conduzida pelos co-autores Seungkyu Son (candidato a doutorado), Jinsu Lee (candidato a doutorado) e Dr. Kanghoon Jung da Johns Hopkins, foi publicada na edição online da Nature Methods em 8 de janeiro. sob o título “Visualização em tempo real da dinâmica estrutural de sinapses em células vivas in vivo”, e será impresso no volume de fevereiro.
Publicado em 24/01/2024 16h16
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