Jednou z velice oblíbených metod pro výzkum procesů probíhajících v nervové tkáni se stala optogenetika. V kombinaci s mikroskopií rozšířenou elektrofyziologickými metodami dokáže zodpovědět otázky týkající se například regenerace a vývoje neuronů.
Základním prvkem optogenetiky je protein citlivý na světlo – Rhodopsin. Tato citlivost na světlo se projevuje ve změně strukturní konfigurace po osvícení světlem o konkrétní vlnové délce. Kombinací genetického kódu nějakého buněčného proteinu s genetickým kódem Rhodopsinu přidáme tuto světelnou citlivost na nově syntetizovaný protein. Aplikací světla o určité vlnové délce na oblasti s novým rekombinovaným proteinem ovlivníme jeho původní funkci.
Konkrétní optogenetický experiment, při kterém byl použit modul pro aktivní osvětlení nasazený na mikroskop s možností elektrofyziologického měření, monitoruje heterogenní populace neuronů v myším čichovém bulbu (bulbus olfactorius) a jejich vzájemné propojení. Důležitými buňkami jsou v tomto případě tzv. Mitral cells (MC) propojující tzv. Granule cells (GC) čichového bulbu s čichovými centry v mozku. Optogenetická manipulace byla zaměřena na přenos signálu z GC buněk, které obsahovaly synaptický přenašeč doplněný o světlo-senzitivní Rhodopsin – ChR2 (Obrázek 1a). Aktivita MC po stimulaci GC byla měřena pomocí elektrofyziologické metody Patch Clamp (Obrázek 1b, 1c).
Obrázek 1.: Mapování synaptického propojení mezi buňkami čichového bulbu.
a – schéma MC (červená) a GC, znázorňující experimentální uspořádání.
b – 3D rekonstrukce tkáně s MC(červená, biocytin) a adult-born GC(zelená, ChR2-EYFP), buněčná jádra (modrá, DAPI). Bílá mřížka (8×8) znázorňuje přesné cílení aplikace světla – žlutě ohraničená oblast je osvětlená, oranžová nikoli.
c – měření postsynaptického napětí korespondující s osvětlením konkrétní oblasti (žlutá/oranžová) z 3D rekonstrukce (b) (Andor, 2016).
Modul pro aktivní osvětlení Mosaic3 má tyto parametry:
- Osvětlení více oblastí zájmu zároveň (DMD - digital mirror device)
- Inkorporovaná paměť pro ukládání vzorů osvětlení
- Světelný zdroj: LED
- Aktivní osvětlení o maximální rychlosti 5000 fps
- Minimální čas expozice je 50–200 μs
- Kompatibilní s většinou mikroskopů od předních světových výrobců
Zdroj zprávy: „The Plasticity behind Memory | Andor Mosaic | Active Illumination.“ Accessed December 7, 2016. www.andor.com
