Забарвлення синапсів дозволило побачити запах банана в мозку дрозофіл

Група нейробіологів з Колумбійського та Північно-Західного університетів розробила спосіб динамічного різнокольорового підсвічування синапсів, який дозволяє безпосередньо побачити роботу нейронних зв'язків. Використовуючи цей метод на мозку плодової мушки, вчені, наприклад, змогли відрізнити реакцію тварини на запах банана від реакції на запах жасміну. Результати роботи опубліковані в.

Метод працює наступним чином: У геном мухи вводили генетичну конструкцію, яка кодує флюоресцентний білок GFP. Однак в даному випадку цей білок синтезується по частинах: одна його половина знаходиться на поверхні бульбашок з нейромедіаторами, а інша на пост-синаптичній мембрані.

Коли синапс спрацьовує, тобто нейрон викидає бульбашку з нейромедіаторами в міжсинаптичний простір, дві половини флюоресцентного білка з'єднуються і починають світити, причому чим частіше синапс спрацьовує, тим випромінювання яскравіше. Для створення міток дослідники використовували модифіковані химерні білки, в яких хромофори зеленого флуоресцентного білка були змінені таким чином, щоб різні модифікації випромінювали жовте і лазурове світіння. Детектувати світіння можна за допомогою мікроскопа протягом одного-трьох годин після того, як вплив закінчиться.

Дослідники вивчали нейронні зв'язки, що виникають при задіянні нюху (запахи різних фруктів і кольорів), візуальної і термочутливої систем мушки. Вчені картували, як різні синапси активізуються під час впливу різних стимулів. Використовуючи ці дані можна було встановити, який запах муха відчуває і чи впливало на неї тепло або холод.

Хоча подібна техніка вже використовувалася раніше на хробаках, у новому дослідженні вченим вперше вдалося позначити синапси різними кольорами в межах одного і того ж живого організму. На думку вчених, цей метод може бути легко адаптований для відображення контактів у будь-яких модельних організмах.