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Juan Carlos GilJosé EdelsteinIgnacio CrespoBorja TosarFrancis VillatoroHéctor SocasLuisa Achaerandioinvestigador nissenbock logros similaresedición genética drosophila melanogasterproteínas sistema visual drosophilaproteínas visuales mosca del vinagreactivación neuronal mediante luzpotencial de acción celularpremio nobel comunicación escuetaescala temporal milisegundos activacionesNissenbockDrosophila melanogasterPremio NobelIgnacio CrespoMannNagelStanfordPeter HegemannGeorg NagelIgnacioHéctor SocasJuan Carlos Gil
Proteínas sistema visual drosophila
Con
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Ignacio Crespo explica que tras el anuncio del Premio Nobel, uno de los corresponsales preguntó sobre Nissenbock, otro investigador con logros similares.
…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 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…
Significado #1 · Palabras #1
Ignacio Crespo explica que tras el anuncio del Premio Nobel, uno de los corresponsales preguntó sobre Nissenbock, otro investigador con logros similares.
Habla: Ignacio CrespoSignificado #1 · Palabras #1investigador nissenbock logros similaresedición genética drosophila melanogasterproteínas sistema visual drosophilaproteínas visuales mosca del vinagreactivación neuronal mediante luzpotencial de acción celularpremio nobel comunicación escuetaescala temporal milisegundos activaciones…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 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 cómo otros investigadores, no premiados, secuenciaron el genoma de algas para facilitar la identificación del gen que codifica la rhodopsina.
Habla: Ignacio CrespoSignificado #8rhodopsina en algasgenoma rhodopsina neurocienciaproteína rhodopsina vertebradospurificación rhodopsina difícilsecuenciación genoma algas rhodopsinaestructura proteína rhodopsina investigadoresgenes codifican rhodopsina similitud…había una molécula que reaccionaba a la luz, una rhodopsina, en este caso de canal, que curiosamente, cuando midieron el tiempo que tardaba en reaccionar, estaba en la escala de los miles. Segundos. Esto ya era llamativo porque nos indicaba que la rhodopsina Que actuaba en este caso no debía ser parecida a la que conocíamos en vertebrados, por ejemplo la que hay en nuestros ojos, que tarda un poquito más porque necesita esa cascada de otras reacciones previas. Y esto era muy interesante como herramienta para metérsela en la caja de herramientas y luego sacarla para estudiar la neurociencia; estaba muy en el aire. Solamente sabían que existía, estaban cantidades muy pequeñas en estas algas, con lo que purificarlo era difícil y había que explorar el genoma para ver cuál era el gen que codificaba para esa proteína, no era fácil. Por suerte, otros grupos de investigadores, no premiados en este Caso, ya habían secuenciado el genoma. Y echando un ojo a la estructura de esta proteína, 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…
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 #10gen en neuronas mann nagelvirus transporte material genéticoproteína expresión neuronalneuronas activación estímulos luz…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…
Se discute la utilidad de la optogenética, inicialmente concebida como una herramienta para investigación básica y galardonada con un premio Nobel, pero que ya ha demostrado cierta aplicación clínica.
Significado #12optogenética herramienta investigación básicapremio nobel optogenéticaproteínas retina retinosis pigmentariapaciente retinosis pigmentaria desencadena vistaoptogenética neuronas retinaretinosis pigmentaria técnica optogenéticaneuronas sensibles a la luzenfermedades del sueño optogenética…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 pocas neuronas de la retina de un paciente con retinosis pigmentaria, que había perdido la actividad de las neuronas que normalmente recibirían la luz y que podrían por lo tanto desencadenar la vista en este caso. Como las ha perdido y si conseguimos hacer sensibles las neuronas que siguen presentes en la retina y que en condiciones normales no serían tan sensibles a la luz. Esto se puede hacer en principio. Con esta técnica lo probaron y aunque de manera muy básica empezó a poder distinguir luces y sombras con gran contraste. Esto es devolver la vista hasta cierto punto con la técnica. Habrá que ver cómo se sigue desarrollando, para qué otras cosas se puede utilizar, pero sí que se tantea, por ejemplo, para enfermedades del sueño; cabe la posibilidad de que pueda funcionar. Luisa nos habló de experimentos en su momento relacionados con recuerdos que desencadenan reacciones de miedo; incluso en 2012 ya se empezaron a encontrar estas relaciones para poder borrar recuerdos. Un año después ya hay un artículo que indica la…
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 #19optogenética 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…
Héctor Socas explica las dificultades para conectar el nervio óptico a un chip y presenta la optogenética como una alternativa interesante.
Habla: Héctor SocasSignificado #18retinas artificiales conexiones nerviosasespecificidad neuronas motoras sensitivasgrado especificidad conexiones retinaoptogenética alternativa al chipneuronas motoras capa cerebralproteína boyden en neuronasvirus modifica genoma neuronal…Es muchísimo más complicado; el nervio óptico no es una única carretera, por decirlo así, son muchas carreteras distintas, como cualquier nervio, y eso significa tener un nivel de precisión enorme. Aparte, ¿qué es lo que pretendemos de ese tipo de conexiones? Porque ya existen retinas artificiales que funcionan más o menos bien y que establecen esas conexiones a la altura de la retina. Sería otra forma, ¿no? Podríamos plantearlo. Y sí que hay maneras de conectarnos a nervios; el problema es el grado de especificidad que buscamos, de que realmente cada una de sus neuronas, porque están muy pegadas algunas que son motoras y algunas que son sensitivas, por ejemplo, nervios que recorren nuestro cuerpo, pues que cada una de ellas esté conectada con lo que tenemos. Eso es lo que es difícil. Podemos introducir a través de la membrana electrodos muy finos, pero esto daña las neuronas; eso sería el primer problema, y segundo, es un trabajo enormemente complejo tener que hacerlo una a una. Por eso es tan interesante lo que se plantea con la optogenética, optogenómica. La opción de buscar qué tienen en común las neuronas motoras de una capa del cerebro, qué gen expresan en común para ver acá dónde acaban y por lo tanto pintarlas todas juntas a la vez, por decirlo así. Hacer que todas ellas expresen la proteína; ese “pintarlas todas juntas a la vez”, básicamente, Ignacio, viene a ser meter un virus que puede modificar el genoma de esas neuronas en concreto, que sea capaz de reconocerlas, hacer la modificación de tal manera que le introduzca el gen para que fabrique la proteína necesaria para ser sensible a la luz; ese es más o menos el procedimiento. Sí, pero no. Porque como decía antes Luisa, no se integran los cromosomas. Eso es importante. Pero sí, efectivamente, es que el virus sea el encargado de hacer esa adición genética en las células que a ti te interesa, porque son para las que tienen receptores. Y que luego…