Una nueva técnica de imagen permite ver la expresión de los genes en el cerebro en tiempo real


Un equipo dirigido por la Universidad de Minnesota Twin Cities ha desarrollado una nueva técnica para obtener imágenes de moléculas de ARNm en el cerebro de ratones vivos. Modificando genéticamente un ratón para que produjera ARNm marcado con proteínas fluorescentes verdes (mostrado arriba), los investigadores pudieron ver cuándo y dónde el cerebro del ratón generaba ARNm de Arc. Crédito: Hye Yoon Park, Universidad de Minnesota Twin Cities
Un equipo dirigido por la Universidad de Minnesota Twin Cities ha desarrollado una nueva técnica para obtener imágenes de moléculas de ARNm en el cerebro de ratones vivos. Modificando genéticamente un ratón para que produjera ARNm marcado con proteínas fluorescentes verdes (mostrado arriba), los investigadores pudieron ver cuándo y dónde el cerebro del ratón generaba ARNm de Arc. Crédito: Hye Yoon Park, Universidad de Minnesota Twin Cities

El mecanismo por el que se produce y almacena la memoria en el cerebro es todavía incierto. Se sabe que el ARNm, un tipo de ARN que participa en la producción de proteínas, se produce durante la formación y el almacenamiento de los recuerdos. Sin embargo, la tecnología para investigar este proceso a nivel celular ha sido limitada. En investigaciones anteriores, se diseccionaban y examinaban con frecuencia los cerebros de los ratones.

Un equipo de investigadores dirigido por un miembro de la facultad de la Universidad de Minnesota Twin Cities ha desarrollado una nueva técnica que ofrece a los científicos una ventana a la síntesis de ARN en el cerebro de un ratón mientras está vivo. El método permite a los científicos e ingenieros visualizar las moléculas de ARNm en el cerebro de ratones vivos.

Hye Yoon Park, profesora asociada del Departamento de Ingeniería Eléctrica e Informática de la Universidad de Minnesota y autora principal del estudio, declaró: 

"Todavía sabemos muy poco sobre las memorias en el cerebro. Es bien sabido que la síntesis de ARNm es importante para la memoria, pero nunca fue posible obtener imágenes de esto en un cerebro vivo. Nuestro trabajo es una importante contribución a este campo. Ahora disponemos de esta nueva tecnología que los neurobiólogos podrán utilizar para diversos experimentos y pruebas de memoria en el futuro".

El nuevo proceso implicó ingeniería genética, microscopía de excitación de dos fotones y un software de procesamiento de imágenes optimizado. Comenzaron modificando genéticamente un ratón para que produjera ARNm marcado con proteínas verdes fluorescentes. Esto les permitió observar cuándo y dónde el cerebro del ratón generaba ARNm de Arco, el tipo específico de molécula que buscaban.

El hecho de que el ratón esté vivo permitió a los científicos realizar una investigación más amplia. Los científicos realizaron dos estudios en el ratón utilizando este nuevo método, lo que les permitió observar en tiempo real lo que las neuronas -o células nerviosas- hacían durante un mes mientras el ratón creaba y almacenaba recuerdos.

Los neurocientíficos llevan mucho tiempo planteando la hipótesis de que determinadas redes neuronales se activan en el cerebro durante la formación de los recuerdos y luego vuelven a hacerlo durante la evocación de los mismos. Pero en ambos estudios, los científicos determinaron que redes neuronales distintas se disparaban en distintos días para activar la memoria del ratón.

Varios días después de que el ratón creara esta memoria, pudieron localizar un pequeño grupo de células que se superponían o generaban sistemáticamente el ARNm de Arc cada día en la región de la corteza retrosplenial (RSC) del cerebro. Este grupo, creen, es el responsable del almacenamiento a largo plazo de esa memoria.

Park dijo: "Nuestra investigación trata de la generación y recuperación de la memoria. Si logramos entender cómo sucede, nos será muy útil para comprender la enfermedad de Alzheimer y otras enfermedades relacionadas con la memoria. Quizá las personas con Alzheimer sigan almacenando los recuerdos en algún lugar, pero no pueden recuperarlos. Así que, a muy largo plazo, quizá esta investigación pueda ayudarnos a superar estas enfermedades".

Fuentes, créditos y referencias:

Byung Hun Lee et al. Real-time visualization of mRNA synthesis during memory formation in live mice. Proceedings of the National Academy of Sciences. DOI: 10.1073/pnas.2117076119

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