Se desarrolla una herramienta optogenética inversa
Investigadores de la Ruhr-Universität Bochum (RUB) han desarrollado una nueva herramienta optogenética, es decir, una proteína que puede controlarse en el organismo vivo con luz. Utilizaron una opsina -una proteína que se da en el cerebro y los ojos- del pez cebra y la introdujeron en el cerebro de ratones. A diferencia de otras herramientas optogenéticas, esta opsina no se enciende sino que se apaga con la luz. Los experimentos también revelaron que la herramienta podría ser adecuada para estudiar los cambios en el cerebro que son responsables del desarrollo de la epilepsia.
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Los equipos dirigidos por la Prof. Dra. Melanie Mark, del grupo de Neurobiología del Comportamiento, y el Prof. Dr. Stefan Herlitze, del Departamento de Zoología General y Neurobiología, describen los experimentos y resultados en la revista Nature Communications.
Se sospecha que el papel en varias enfermedades
La opsina utilizada, denominada Opn7b del pez cebra, es un receptor acoplado a la proteína G. A diferencia de muchos otros receptores acoplados a proteínas G, puede activarse sin que una molécula se una a él y, por tanto, está permanentemente activo. Normalmente, la activación de los receptores acoplados a proteínas G conduce a la apertura de determinados canales iónicos y, por tanto, a la entrada de iones en la célula, así como a otros procesos de señalización en la misma. En el caso de Opn7b, la luz desactiva esta cadena de señalización permanentemente activa.
Los receptores acoplados a proteínas G, que se activan sin unión molecular, han sido poco investigados hasta ahora, aunque se sospecha que desempeñan un papel en diversas enfermedades neuropsiquiátricas y en la ceguera nocturna. También parecen estar implicados en el desarrollo de cánceres desencadenados por virus.
Receptor caracterizado con más detalle
La Dra. Raziye Karapinar, la Dra. Ida Siveke y el Dr. Dennis Eickelbeck caracterizaron en detalle el funcionamiento de Opn7b y descubrieron con sorpresa que el receptor se desactiva con la luz. Por tanto, se comporta exactamente de forma contraria a las herramientas optogenéticas habituales, que pueden encenderse con la luz.
Los investigadores consideran que Opn7b es muy adecuado para obtener más información sobre el funcionamiento de los receptores acoplados a proteínas G que pueden activarse sin unión molecular, y para obtener nuevos conocimientos sobre su papel en el desarrollo de enfermedades estudiando los receptores de forma controlada en el tiempo en tipos celulares específicos.
Crisis epilépticas
Los investigadores de Bochum, Dr. Jan Claudius Schwitalla y Johanna Pakusch, modificaron ciertas células del córtex de los ratones para que produjeran Opn7b. Cuando desactivaron el receptor con luz, esto desencadenó ataques epilépticos en los animales, un resultado que los investigadores no esperaban. Las convulsiones podrían activarse específicamente con la luz e interrumpirse con la ayuda de otras proteínas controladas por la luz. Los científicos esperan que con la ayuda de esta herramienta optogenética sea posible comprender con mayor precisión tanto los mecanismos subyacentes como los procesos temporales en el desarrollo de los ataques epilépticos.
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