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Juan Carlos GilJosé EdelsteinIgnacio CrespoBorja TosarFrancis VillatoroHéctor SocasLuisa Achaerandioprimer nobel fisiología medicinasugerencia de crick sobre luzcomité científico charles frank 1953CrickCharles FrankNobel de Fisiología o MedicinaFrancis CrickADNIgnacio CrespoGeorg NagelMannNagelStanfordXenopusPremio NobelDeiserothproyecto BrainPeter HegelmanKarl DeisserothNeuralinkHegemann
Crick y la Luz neuronal
Con
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Juan Carlos Gil contextualiza el desarrollo científico, comparándolo con el primer Nobel de Fisiología o Medicina y mencionando una sugerencia previa de Crick sobre el uso de la luz. Se hace referencia a documentos del comité donde Charles Frank planteó algo similar en 1953.
…era hacerla en Antioamérica. De nuevo, cuando yo estudié la carrera, el Vox Populi decía, esto no parece que vayamos a ser capaces de controlar unos porcentajes de producto con un único en antiomer También se creía que era imposible más o menos, lo cual es de nuevo fascinante Si puedo poner un poquito de contexto, igual que en el caso del primer Nobel de Fisiología o Medicina, era relevante tener claro lo que había dicho Crick que había ya sugerido la posibilidad de utilizar la luz pero no sabía cómo. En este caso pasa algo parecido, lo comentan en los documentos del propio comité, que en 1953 Charles Frank plantea ¿Que este problema que vemos del origen de la vida homoquiral en cuanto a sus aminoácidos y los azúcares del ADN y ARN podría resolverse de manera muy trivial, porque además lo hace así con una chulería teórica fantástica? Si encontramos un caso en el que la…
Significado #1 · Palabras #1
Ignacio Crespo explica que Peter Hegelman, Georg Nagel y Karl Deisseroth recibieron el Premio Nobel por su trabajo en optogenética, una técnica para controlar la expresión de genes mediante luz.
Habla: Ignacio CrespoSignificado #15optogenética control genes luzpremio nobel peter hegelmanneurociencia implicaciones optogenéticaestudio cerebro optogenética…y lo primero es decir que aunque el láser puede tener que ver, por la misma regla de tres podríamos decir que la fibra óptica, que fue otro premio distinto. Así que vamos a ir desde la base, vamos a explicar cuál es el problema que aquí se intenta resolver. El premio Nobel, empecemos con los nombres tal vez, se ha repartido en este caso entre Peter Hegelman, Georg Nagel y Karl Deisseroth. y estas tres personas han estado trabajando en la línea de la optogenética que viene a ser la capacidad de controlar a través de la luz la expresión de determinados genes y por ningún lado por ahora aparece la palabra neuro porque aunque ha tenido unas implicaciones muy importantes en la neurociencia no se restringe sólo al estudio de la neurociencia pero qué implicaciones ha tenido porque realmente ha ganado el premio por esa parte. ha ganado el premio por cuanto ha arrojado de luz, valga ahí el juego, al estudio del cerebro. Y es que nos enfrentábamos a un gran problema, un Problema que arrastra la neurociencia desde antes de ser neurociencia y es encontrar la relación causal entre las estructuras y la actividad del cerebro y nuestro comportamiento. No solamente que haya correlaciones, que se presente a la vez la actividad de…
Ignacio Crespo explica la necesidad de establecer una relación causal precisa entre la actividad neuronal y el comportamiento, detallando los requisitos para lograrlo desde 1979, cuando Francis Crick propuso esta búsqueda.
Habla: Ignacio CrespoSignificado #6 · Palabras #2francis crick relación actividad neuronalactividad neuronal escala milisegundospulsos de milisegundos neuronasrelación causal actividad neuronal comportamientocrick y la luz neuronaloptogenética técnica realistacontroversia premio nobel optogenética…estimulación eléctrica—se podía activar o inhibir una parte del cerebro de manera reversible y se veía qué efectos causaba; que esto está muy bien, ahí hay una relación causal pero era muy poco específica. Lo que se estaba buscando, y esto se estaba buscando. vamos desde 1979 que fue cuando Francis Crick, el del ADN, lo dijo, buscaba una manera de establecer la relación entre una actividad muy precisa especialmente a escala de unas pocas neuronas, temporalmente también muy precisa que pudiera actuar en cuestión de milisegundos porque queremos jugar a la escala a la que se activan las neuronas. que hablamos de pulsos de milisegundos y finalmente que fuera reversible para poder comparar rápidamente en un mismo sistema que ocurre cuando está activado y apagado y para eso necesitas intercalarlo prácticamente en el momento, es decir, cómo está activado, qué pasa si lo desactivo y comparar así varias veces. No había ninguna solución posible, aunque tanteó Crick precisamente esto en 1999, diciendo: si la hay, posiblemente tenga que ver con la luz, algo que puedes encender y apagar con velocidad y que además podría ser bastante específico espacialmente si consigues llevarlo a las neuronas que te interesa. La cosa es cómo establecer esos mecanismos para hacer de esto una técnica realista; y eso es lo que se está premiando. Se ha premiado en varios bloques, podríamos decir, pero creo que aquí ha habido polémica y podría ser interesante decir la persona que no ha sido premiada también. La primera de las preguntas de los corresponsales que estaban allí en el anuncio del Nobel fue que qué había pasado con Nissenbock, que es otro investigador que había conseguido cosas parecidas. A través de edición genética había cogido proteínas que están…
Ignacio Crespo explica cómo investigadores utilizaron proteínas del sistema visual de la mosca del vinagre para activar neuronas mediante luz, y comenta sobre una conversación durante la ceremonia del Premio Nobel donde se evitó hablar de los investigadores no premiados.
Habla: Ignacio CrespoSignificado #8proteínas visuales mosca del vinagreactivación neuronal mediante luzpotencial de acción celularpremio nobel comunicación escuetaescala temporal milisegundos activaciones…cosas parecidas. A través de edición genética había cogido proteínas que están presentes en el sistema visual de la drosófila melanogáster, de la mosca del vinagre, y las había utilizado para que, en lugar de formar parte de un sistema visual, reaccionaran a la luz y estimularan una célula, o sea, permitieran que se despendiera un potencial de acción. que es un poco lo que se está buscando, activar en este caso una neurona sería a través de esto, problema, y es verdad que en la ceremonia en la que se anunció el Nobel cuando preguntaron esto, la comunicación fue muy escueta, dijeron no hablamos de las personas que no han sido premiadas pero de los documentos que hemos subido. se le nombra y se insiste en que era lento. Hablábamos de que la escala temporal en la que queríamos hacer estas activaciones era de milisegundos. Y aquí, vamos, jugaba en otra liga. ¿Por qué? Porque era una cadena. Ya hemos dicho que eran varias proteínas que en cascada iban activando a unas a otras. Eso implica cierto retardo por mucho que quieras. Así que hacía falta algo distinto. Y aquí es donde ya entran los premiados. En concreto…
Ignacio Crespo explica la búsqueda de un gen para controlar neuronas con luz, detallando el proceso de prueba realizado por Hegemann y Nagel.
Habla: Ignacio CrespoSignificado #19gen para controlar neuronas hegemann nagelgenes activar desactivar células expresadas…de esta rhodopsina, comparándola con la nuestra, dijeron: bueno, pues si se parecen tanto de aspecto, probablemente también compartan características en los genes que las codifican. Hicieron búsqueda y encontraron dos que podían ser los que estuvieran detrás. Al final pensemos que lo que buscaban estos científicos a largo plazo era encontrar el gen para poder introducirlo en neuronas y que de esa manera reaccionaran a la luz cuando les interesara, pudieran encenderlas y apagarlas. Bueno, pues estos dos genes había por lo tanto que probarlos, había que ver cuál era el que era capaz de activar o desactivar ante la luz las células que lo expresaran y para eso lo que hizo Hegemann fue contactar con otro de los premiados, con Nagel; el Nagel, Nagel no estoy seguro porque como es Georg no sé exactamente cómo se pronunciaría. Lo que hizo fue probar a introducir estos dos genes, por separado, por supuesto. en ovocitos de rana, de Xenopus, que ya hemos hablado otras veces aquí de ellas, son muy típicas en investigación, aquellos Xenobots que se crearon, que eran modificando embriones de rana, pues iba por aquí, por este camino entonces probó introducir la…
Ignacio Crespo explica que el método inicial para controlar neuronas con luz era demasiado complejo y lento, buscando una alternativa más eficiente.
Habla: Ignacio CrespoSignificado #7control neuronal con luzreacción tipo presa ignacio crespoactivación lumínica neurona persistenteindependencia de otras sustancias…partículas entre el interior y el exterior de la célula era el que reaccionaba la luz no había una cascada efectivamente era una misma molécula lo cual reducía muchísimo la complejidad y lo aceleraba todo mucho hasta aquí fantástico el problema es ¿Que no era el tipo de reacción que necesitaban? Necesitaba que fuera fuera más como una presa que se abre. No un intercambio de partícula por partícula, sino yo lo activo con luz una vez y ya me olvido porque eso queda abierto hasta que lo desactive o hasta que me interese. Y además que no dependiera de otras sustancias, que fuera fácil, sencillo. Así que probaron la segunda. Y efectivamente la segunda de estas proteínas sí que funcionó, que fue en 2005 esto: el receptor P2X2, bueno pues consiguieron que funcionara correctamente con luz azul, podía estimularse. Y ya vemos entonces cómo se introducen en la ecuación estos dos…
Ignacio Crespo explica cómo Mann y Nagel introdujeron un gen en neuronas para observar los resultados, utilizando virus para transportar el material genético y lograr la expresión de proteínas.
Habla: varias_personasSignificado #5gen en neuronas mann nagelvirus transporte material genéticoproteína expresión neuronalneuronas activación estímulos luzoptogenética activación neuronalelectrodos cerebrales neuralinkestimulación neuronal electrodos…ha gobernado las redes sociales estos días porque se ha compartido el vídeo de cómo recibía la noticia su familia, todo muy bonito y lo que hizo Deiseroth prácticamente recién llegado a Stanford fue coger esta idea, pedir la información y todo lo que hizo. Mann y de Nagel, e introducir el gen en neuronas, ya por fin, para ver qué es lo que ocurría. Y efectivamente, al final estamos diciendo introducirlo sin dar muchos detalles, pero bueno, no tiene mucha novedad. Es utilizar virus para que introduzcan este material genético en las células que nos interesa y que esas células lo expresen a su vez produciendo la proteína. Lo consiguió. Consiguió que esas neuronas se activaran rápidamente ante estímulos de luz de forma muy específica. Y habrá gente que hasta aquí diga: ¿hacía falta estas alforjas para este viaje? Porque de toda la vida hemos escuchado que podemos introducir electrodos en el cerebro, o sea, al final lo que pretende Neuralink, y si son muy finitos, pues digo yo que estimularán las neuronas de la zona. el problema es que no es tan fácil, primero, si realmente consigo introducirlo, que hay técnicas para ello, y de hecho fueron premiadas también con un Nobel en una neurona que suelo hacer con pipetas de vidrio, bueno, puedo estimular esa neurona, pero si lo…
Se describe cómo la optogenética conecta la genética con el comportamiento animal, permitiendo explorar relaciones causales a través de la luz y la neurociencia en un entorno de laboratorio controlado.
Significado #13optogenética conecta genética comportamientoluz neurociencia relaciones causaleslaboratorio controlado exploración causal…en 2007, porque había seguido de Iseroth con todo esto, consigue probarlo en ratones; consigue que la estimulación a través de luz de unas neuronas concretas editadas genéticamente para que expresen esta proteína genere el movimiento en los bigotes del ratón. Esto ya es fantástico porque es conectar genética con comportamiento. A través de la luz, a través de la neurociencia, pero conecta ambos mundos. Por supuesto, siempre en una situación muy de laboratorio, muy concreta, pero que nos permite explorar; explorar y establecer esas relaciones causales, y esto lógicamente tiene su parte aplicada porque hasta aquí. Está muy bien para investigación básica; de hecho, es un premio de investigación básica. Lo insistieron en el anuncio del Nobel, pero también comentaban que ya había tenido cierta utilidad clínica: lo habían utilizado para introducir estas proteínas en las…
Ignacio Crespo reflexiona sobre la importancia de un trabajo en equipo multidisciplinar en el desarrollo de la optogenética, destacando las contribuciones de biofísicos, investigadores experimentales y un neurocientífico con 54 años.
Significado #10biofísico proteínas algas activación lumínicainvestigación experimental secuenciación proteínasneurocientífico bioingeniero psiquiatra años…predije para química, pensé que sería premio Nobel de química, básicamente por la autogenética y aquí lo han convertido en no premio de medicina, sino premio de fisiología, con la excusa de la medicina. Gracias a incluir el mecanismo de los canales iónicos. Pues sí, yo no sé si corresponde por aportar un poquito simplemente dos cosillas Lo primero que me parece un trabajo en equipo pues muy interesante porque tenemos al biofísico que se percata de esas proteínas o algo que hay en esas algas que se activa por la luz esa persona que tiene esa formación para darse cuenta de eso. Luego está el que es experimental y puede encajarlo en un experimento para poder llegar a conseguir cuál es la proteína que nos interesa para luego poder secuenciarla y finalmente llegar a este médico, neurocientífico, bioingeniero, psiquiatra, bueno, espectacular para 54 años que tiene, aunque está en su prime, lo sabemos. y básicamente que te englobe, hacer que esto que hemos descubierto realmente lo podamos aplicar y ¿para qué? Pues para hacer ese interruptor del que estamos hablando de determinadas zonas concretas del cerebro. Ya no es simplemente voy a ver en esta parte del…
Ignacio Crespo explica cómo funciona un canal iónico activado por luz en el proceso de optogenética, detallando la despolarización neuronal que se produce al abrirse dicho canal.
Habla: Ignacio CrespoSignificado #3 · Palabras #10optogenética canal iónico activadodespolarización neuronal por luz azulproteína canal tridimensional neuronapotencial de acción optogenética fisiológica…cómo funciona, ya voy a ver si te activo aquí funciona y si te apago aquí qué pasa; esto es otro nivel completamente diferente, clarísimo y súper interesante y luego también quería decir que no sé si por ejemplo a la hora de comprenderlo que se abre un Canal iónico que se activa: esa proteína con luz significa que básicamente cuando nosotros hacemos incidir en esa proteína luz azul, porque tiene que ser de una longitud de onda determinada, se produce una activación de esa proteína de tal manera que se abre ese canal; porque realmente a nivel tridimensional se genera un canal. A nivel de neurona se produce la despolarización porque cuando está cerrado el canal tenemos la parte dentro del citoplasma de la neurona negativa y la parte exterior positiva al abrir ese canal, se despolariza y se genera el potencial de acción, con lo cual esa es la manera fisiológica en la que conseguimos a través de la luz y a través de esta optogenética conseguir esa despolarización. También, pues señalar que esta proteína se expresa a través del virus, como muy bien ha dicho Ignacio, y que es una técnica que ya se conocía; que no se necesita CRISPR para todo, se puede utilizar enzimas de restricción para poder añadir esta secuencia a…
Ignacio Crespo menciona un proyecto llamado 'Brain' que aborda las implicaciones éticas de la manipulación neuronal a través de avances como la optogenética.
Palabras #13proyecto brain implicaciones éticasneuronas luz projecto brain…y tienes una actitud positiva, también es en los dos sentidos. No necesitas sentirte triste para estar triste, sino que, aunque no estés alegre, si te ríes, también puedes causar ese efecto inverso. Es curioso ver esa dualidad y solo por terminar, que es. Que hay un proyecto que no sé si lo conocéis, que seguro que lo conocéis, vaya, y lo conoce la mayoría de los Coffee Breakers. Que se llama Brain, el proyecto Brain, que básicamente con todos estos avances que están habiendo, si ahora con luz de alguna manera también podemos preguntarle a determinadas neuronas o hacer que determinadas neuronas hagan algo, pues digamos que tienes que tener esa vertiente ética de esa manipulación que también debería estar presente en todo esto y que recoge el proyecto Brain en parte de su desarrollo. Aunque El proyecto Brain era más de conectoma que de... De mapeo, de modulación y quien lo lleva porque precisamente hace poco vi un... Es que no me acuerdo cómo se llama este hombre pero es español y es el que lo lidera y hace no relativamente mucho estuve en la…
Juan Carlos Gil contextualiza el desarrollo científico, comparándolo con el primer Nobel de Fisiología o Medicina y mencionando una sugerencia previa de Crick sobre el uso de la luz. Se hace referencia a documentos del comité donde Charles Frank planteó algo similar en 1953.
Habla: Juan Carlos GilSignificado #1 · Palabras #1primer nobel fisiología medicinasugerencia de crick sobre luzcomité científico charles frank 1953…era hacerla en Antioamérica. De nuevo, cuando yo estudié la carrera, el Vox Populi decía, esto no parece que vayamos a ser capaces de controlar unos porcentajes de producto con un único en antiomer También se creía que era imposible más o menos, lo cual es de nuevo fascinante Si puedo poner un poquito de contexto, igual que en el caso del primer Nobel de Fisiología o Medicina, era relevante tener claro lo que había dicho Crick que había ya sugerido la posibilidad de utilizar la luz pero no sabía cómo. En este caso pasa algo parecido, lo comentan en los documentos del propio comité, que en 1953 Charles Frank plantea ¿Que este problema que vemos del origen de la vida homoquiral en cuanto a sus aminoácidos y los azúcares del ADN y ARN podría resolverse de manera muy trivial, porque además lo hace así con una chulería teórica fantástica? Si encontramos un caso en el que la…