Wenn eine person nimmt einen Zug von einer Zigarette, Nikotin flutet in das Gehirn, aufrastbar auf Rezeptoren auf der Oberfläche von Nervenzellen und produziert Glücksgefühle. Aber Nikotin nicht bleiben einfach auf der Oberfläche von Zellen, die das Medikament tatsächlich durchdringt in neuronalen Zellen und verändert Sie von innen heraus. Nun, ein team von Wissenschaftlern entwickelt ein protein-sensor, leuchtet in der Gegenwart von Nikotin, so dass die Forscher beobachten Nikotin, die Bewegungen in den Zellen und verraten mehr über die Natur der Nikotinabhängigkeit.
Die Arbeit wurde unter Leitung von Henry Lester, professor der Biologie bei Caltech und zuvor gastwissenschaftlerin am Janelia Research Campus des Howard Hughes Medical Institute (HHMI). Ein Papier beschreibt die Forschung erscheint online am 4. Februar in der Zeitschrift für Allgemeine Physiologie. Lester ist auch ein verbundenes Mitglied der Fakultät der Tianqiao und Chrissy Chen Institut für Neurowissenschaften am Caltech.
Das endoplasmatische Retikulum ist das äquivalent einer Zelle, die Fabrik-und Lager—der Ort, wo die Proteine synthetisiert und verpackt werden, um transportiert werden zu verschiedenen anderen Standorten sowohl innerhalb als auch außerhalb der Zelle. Nikotinsäure-Rezeptoren (nAChRs) sind unter diesen Proteinen; nachdem er hergestellt im endoplasmatischen Retikulum, Sie Reisen dann auf der Oberfläche der Zelle. Wenn Nikotin-Moleküle in den Körper gelangen, Sie Reisen durch den Blutkreislauf und erreichen die Zellen des Gehirns, wo Sie sich treffen die nAChRs auf der Oberfläche dieser Zellen. Dies löst die Zellen‘ Prozesse auf die Freigabe der Chemikalien, der Belohnung und des Glücks.
Was passiert, wenn Nikotin ist umgezogen in die Zellen, jedoch nicht gut verstanden worden. Lester und die anderen zuvor festgestellt, dass einige nAChRs bleiben in der „warehouse“—das endoplasmatische Retikulum, wo Sie auch binden kann, um Nikotin. In der Hoffnung um Einblicke in die Nikotin – Wirkung in den Zellen, Lester und sein team entwickelten ein tool namens ein biosensor zu visualisieren, wo das Medikament sammelt sich im inneren der Zellen. Der biosensor besteht aus einem speziellen protein, das sich öffnen und schließen, wie eine Venus-Fliegenfalle und einem inaktivierten fluoreszierenden protein. Der sensor ist entworfen, um in der Nähe um Nikotin, und diese dann aktiviert das fluoreszierende protein zu glühen hell, die anzeigt, wo die Nikotin-Moleküle befinden und wie viele vorhanden sind.
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Wissenschaftler können die Biosensoren in bestimmten teilen einer Zelle—in dieser Arbeit werden, Sie befinden sich im endoplasmatischen Retikulum und auf den Zellen Oberflächen—und beobachten Sie Leuchten, wie Nikotin überschwemmungen in.
Durch die Erstellung von Filmen von Zellen mit Biosensoren in einem Labor Gericht, das team hat entdeckt, dass Nikotin tritt in das endoplasmatische Retikulum, in ein paar Sekunden erscheinen außerhalb einer Zelle. Außerdem, das Nikotin Ebenen sind mehr als genug, um Einfluss auf nAChRs während Ihrer Montage und zusätzliche Chaperon-nAChRs auf Ihrem Weg an die Zelloberfläche. Als Ergebnis, die Neuronen sind mehr empfindlich auf das Nikotin, das erhöht die dankbare Gefühle nach dem einen Zug an einer Tabak-Zigarette oder e-Zigarette. In anderen Worten, je mehr eine person Raucht, desto mehr schnell und einfach der Raucher bekommt eine Nikotin buzz. Dies ist Teil der nikotinsucht.
Während die Filme, die nun den Fokus auf isolierten Neuronen im Labor wollen die Wissenschaftler ermitteln, ob Nikotin die intrazellulären Bewegungen sind ähnlich wie in den Nervenzellen lebender Mäuse. Darüber hinaus sind die Entwicklung von Biosensoren für andere Drogen, wie Opioide und Antidepressiva, zu beobachten, wie diese verbindungen interagieren innerhalb und außerhalb der Zellen.