Pencitraan Multi Warna Struktur Gen Jaringan Saraf Drosophila melanogaster

Tinuku
News KeSimpulan.com - Pencitraan struktur otak serangga. Teknik pencitraan multi warna menyoroti jaringan saraf lalat buah (Drosophila melanogaster).

Otak serangga terbang belum pernah terlihat begitu baik. Gambar spektakuler dari sirkuit kompleks saraf serangga kini dapat dicetak menggunakan dua teknik yang memungkinkan garis keturunan sel saraf individu untuk divisualisasikan menggunakan berbagai warna. Kedua metode adalah adaptasi dari teknik 'Brainbow' yang dibuat di Harvard University di Cambridge, Massachusetts, untuk memvisualisasikan neuron tikus yang dilaporkan ke Nature pada tahun 2007.

"Kami terinspirasi oleh keanggunan teknik Brainbow," kata Iris Salecker, neurosian dari National Institute for Medical Research di London, yang menjalankan salah satu metode studi lalat buah.

Teknik-teknik baru ini dilaporkan dalam dua makalah ke Nature Methods melibatkan pemasukan string gen ke dalam neuron embrio Drosophila melanogaster. Setiap gen menghasilkan warna fluorescent yang berbeda, pencahayaan neuron individu atau bahkan semua sel yang diturunkan dari neuron embrio karena mereka akan membawa gen yang sama sehingga menjadi warna yang sama.

Kedua teknik menghasilkan visualisasi warna-warni yang memungkinkan semua sel saraf dalam satu garis keturunan dibedakan dan perkembangan mereka dapat ditelusuri, menerangi sirkuit neural dan berinteraksi. String ini termasuk pilihan warna gen yang produksi tetapi hanya satu gen aktif dalam setiap sel saraf yang dimodifikasi, semakin mendekat ke wilayah DNA disebut promoter. String identik yaitu semua neuron yang dimodifikasi akan menjadi warna yang sama dan tidak mungkin untuk terpisah secara visual.

Tetapi para peneliti mengubah string gen menggunakan enzim sehingga gen yang menghasilkan warna yang berbeda duduk di sebelah promoter dalam sel yang berbeda, dan neuron individu kemudian bisa diidentifikasi. Perbedaan utama di antara dua studi terletak pada metode yang digunakan untuk mengubah string gen.

Teknik pertama disebut dBrainbow dikembangkan oleh Julie Simpson, neurosian serangga dari Howard Hughes Medical Institute's Janelia Farm Research Campus di Ashburn, Virginia, dan rekan-rekannya. Metode ini menggunakan enzim yang disebut recombinases secara acak menghapus beberapa gen warna yang memproduksi string, meninggalkan gen yang berbeda di samping daerah promoter dalam sel yang berbeda. sel-sel individual ini unik dan berwarna sehingga dapat mudah dibedakan.

Meskipun metode Simpson menggunakan string hanya tiga gen warna yang dihasilkan (merah, hijau dan biru), tim menambah dua string ke dalam neuron sehingga memungkinkan jumlah total menjadi enam warna yang berbeda.

"Ini seperti sebuah televisi yang menampilkan warna berbeda dengan mencampur merah, hijau dan biru. Setiap warna dari keenam warna yang dibuat dari campuran dua warna," kata Simpson.

Teknik kedua disebut Flybow dikembangkan oleh Salecker dan rekan-rekannya. Mereka menggunakan sebuah enzim yang 'membalik' pasangan gen penghasil string warna, meninggalkan gen yang berbeda di samping daerah promoter. Enzim pembalik juga rekombinase sehingga setelah dibalik beberapa gen yang memproduksi warna secara acak dihapus. Proses ini memastikan bahwa semua gen yang berbeda pada string dapat berakhir di sebelah promoter dan ditampilkan oleh neuron individu yang dimodifikasi. Flybow menggunakan string tunggal dari empat warna (merah, hijau, biru dan kuning).

Simpson dan Salecker baru menyadari bahwa mereka meneliti tema yang sama ketika mengirim abstrak penelitian ke konferensi ilmiah yang juga sama.

"Kami memutuskan melaporkan bersama. Orang-orang harus lebih kolegial, ini bermanfaat bagi kami berdua," kata Simpson.

Salecker mengatakan teknik ini bisa berguna untuk meneliti bagaimana gen individu mempengaruhi perkembangan neuronal karena karakteristik genetika serangga adalah model eksperimen terbaik.

"Anda bisa mematikan atau menyalakan gen dan menonton efeknya pada sistem saraf," kata Salecker.

"Sangat menyenangkan melihat teknik yang digunakan dalam hewan selain tikus," kata Jeff Lichtman, neurosian dari Harvard yang turut terlibat mengembangkan teknik Brainbow.

Tetapi Lichtman menambahkan bahwa kita mungkin tidak akan pernah benar-benar tahu bagaimana sistem saraf bekerja.

"Perangkat ini memungkinkan kita untuk melihat seberapa kompleks sistem syaraf seseorang dan semakin kita harus belajar lebih giat untuk benar-benar mengerti," kata Lichtman.
  1. Stefanie Hampel, et.al. Drosophila Brainbow: a recombinase-based fluorescence labeling technique to subdivide neural expression patterns, Nature Methods, 06 February 2011, DOI:10.1038/nmeth.1566
  2. Dafni Hadjieconomou, et.al. Flybow: genetic multicolor cell labeling for neural circuit analysis in Drosophila melanogaster, Nature Methods, 06 February 2011, DOI:10.1038/nmeth.1567
Iris Salecker http://www.nimr.mrc.ac.uk/research/iris-salecker/
Julie Simpson http://www.hhmi.org/research/groupleaders/simpsonj_bio.html
Jeff Lichtman http://www.hms.harvard.edu/dms/neuroscience/fac/lichtman.html
Tinuku Store

No comments:

Post a Comment