Dr Numano et Fig.1 : Droite :Le canal photocommuté Yin/yang contrôle l'activité neuronale par irradiation UV/VIS avec des photoisomères MAG. Centre :La calligraphie Yin/yang est réalisée par Adachi-rohshi (prêtre Zen à Kamakura JAPON 1932- ). Enkaku Jiun (nom de plume) est signé du sceau sur le côté gauche. Ce travail de calligraphie est arrangé avec la permission d'Adachi-rohshi. Droit d'auteur :Toyohashi University of Technology
Le Dr Numano et ses collègues ont étudié la dynamique des canaux ioniques et les ont manipulés efficacement pour le contrôle optique de l'activité neuronale.
René Descartes a proposé que tout système physiologique puisse être reconnu par des principes mécanistes. Nous reconnaissons les récepteurs ionotropes du glutamate à biostructure intacte (iGluR6) comme des machines, qui est normalement exprimé dans les processus neuronaux synaptiques dans le cerveau des mammifères. Pour contrôler à distance et de manière réversible toute activité neuronale, nano-machine photocommutable - LiGluR et Yin/yang - ont été développées sur la base d'iGluR6 et exploitées à l'aide de nouveaux produits chimiques photoiosomérisables, MAG.
Rika Numano à l'Institut de recherche interdisciplinaire inspiré par l'électronique (EIIRIS), Tech Toyohashi, en collaboration avec le groupe d'Ehud Isacoff à l'UC Berkeley, ont étudié la dynamique des canaux ioniques et les ont manipulés efficacement pour le contrôle optique de l'activité neuronale.
Ici, Numano et ses collègues ont photo-commuté iGluR6 à l'aide de trois types de MAG0, 1, 2, qui pendent 2R, 4R-allyi glutamate (G) à partir d'un lieur contenant l'azobenzène photoisomérisable (A) qui est attaché aux cystéines introduites via le maléimide (M). Les MAG ont été examinés au niveau de certaines positions mutées de la cystéine autour du domaine de liaison au ligand « clamshell » à partir de la géométrie.
Dans les cellules neurales avec LigluR (avec mutation L439C), les potentiels d'action sont évoqués et éteints de manière optimale par les UV et la lumière visible, respectivement. Le contrôle optique Yin/yang (G486C) permet à une seule longueur d'onde de lumière de déclencher des potentiels d'action dans un ensemble de neurones, tout en désexcitant un deuxième ensemble de neurones dans la même préparation.
La capacité de générer des réponses opposées avec un MAG0 court et deux versions d'un canal cible, qui peut être exprimé dans différents types cellulaires, ouvre la voie à l'ingénierie de l'opposition dans les neurones qui interviennent dans des fonctions opposées.
Les chercheurs pourraient contrôler l'activité notable des circuits neuronaux pour réguler la physiologie d'un point de vue mécaniste.
