Optogenetica

Optogenética, la luz que controla nuestros órganos

Karl Deisseroth fue un psiquiatra y neurocientífico, que quería aprender diferentes circuitos cerebrales, afectar el comportamiento y lo que salió mal en los cerebros de los pacientes con esquizofrenia y la depresión. Pero las herramientas de su oficio eran demasiado crudos:Los electrodos insertados en el cerebro estimularía demasiadas células en su

alrededores. Así que en 2004, Deisseroth y sus estudiantes inventaron una nueva herramienta. Insertan un gen de una proteína de las algas activado por la luz en

cerebros de ratones, donde entró en las células nerviosas. Al estimular las células con un láser, los investigadores pudieron controlar la actividad de especificación de circuitos nerviosos con precisión de milisegundos y estudiar los efectos. La técnica, llamada optogenética Hoy en día, miles de científicos en cientos de laboratorios están utilizando la optogenética para investigar cómo funcionan los cerebros. Ellos tienen

examinado la cual las células de recompensa del cerebro vía son secuestrados por la cocaína, y cómo La estimulación cerebral profunda alivia los síntomas

de la enfermedad de Parkinson. Esta una nueva herramienta ingeniosa. En esta

sección especial, Los investigadores generan más observaciones,

más modelos y más automatizado experimentación

que nunca antes, creando un datasaturated

mundo. El Internet ha cambiado

cómo se comunica la ciencia y dado

no científicos nuevas oportunidades para tomar parte

en la investigación. Completamente nuevo ELDs ficción, tales como la red

ciencia, están surgiendo, y la ciencia en sí

se está convirtiendo en más de una red-más

colaboración, más multidisciplinar-

ya que los investigadores reconocen que se necesitan muchos

mentes y variada experiencia para hacer frente a complejos

preguntas sobre la vida, la tierra y el universo.

Al ver y sentir

Muchos de los más útiles nuevas herramientas de la década,

como optogenética, fueron los avances en la detección

y de imagen. Tomografía cryoelectron

puesto de relieve los componentes de la célula,

permitiendo a los científicos obtener detalles a nivel atómico

de organización de células enteras. La técnica

construye una imagen tridimensional a partir de un

serie de cortes de dos dimensiones de un ashfrozen fl

células, un proceso informático de obra.

En 2002, intravital de exploración de dos fotones

microscopía confocal revolucionó la inmunología

cuando se aplicó a los ganglios linfáticos,

que muestra las células inmunes en el tejido intacto en bienes

tiempo. El trabajo abre la puerta a la comprensión

las interacciones entre inmunológico

células y el cuerpo y ha cambiado la forma en investigadores

pensado en la respuesta inmune.

Biología del desarrollo también ha hecho

grandes saltos desde 2000 gracias a la nueva microscopía

técnicas. Ahora los investigadores pueden mantener

muestras vivas y tienen mayor duración fl uorescente

etiquetas para rastrear las células específi cos. Pueden

seguir el desarrollo de todo el órgano y todo animal

en las películas que siguen las células, ya que

dividir y moverse. Otros microscopía

técnicas han sido capaces de dejar de lado una fundamental

límite de la óptica para observar proteínas

y la estructura fi no de células más pequeño que el

límite-un medio de difracción de la longitud de onda de la

la luz que se utiliza.

No sólo podemos ver mejor, pero podemos

También enviará los ojos a difíciles de alcanzar lugares.

En Marte, por ejemplo, el Spirit y el Opportunity

rovers marcó un gran paso adelante respecto a anteriores

nave espacial: poder recorrer varios kilómetros

en lugar de metros y lleva más capaz

instrumentos para analizar la industria química y

propiedades físicas de la roca. Sus observaciones

reescribió la historia del agua en Marte.

Más cerca de casa, robots torpedolike con

sin conexión con la superficie buscado

Haciendo hincapié en las conexiones. Gracias a las computadoras, Internet y las nuevas formas de ver las conexiones entre

todo, desde los genes a las personas, la ciencia de la red es fl ourishing

petróleo en el Golfo de México y explorar la

aguas debajo de las plataformas de hielo glacial de la Antártida.

Aviones operados a control remoto, algunos del tamaño de

aeromodelismo y algunos del tamaño de los militares

Los depredadores y los Hawks, vigilar rutinariamente la luz del sol

pasando por las nubes y fl y sobre los huracanes.

Miles de oceangoing avena fl enviar

una copia de los datos en las propiedades del agua y, por lo tanto,

corrientes. Estos dispositivos de detección de móviles, a lo largo

con sus contrapartes estáticas en tierra y en

el mar, pronto supervisar el estado de la

planeta durante todo el día, por lo que la ecología y

ciencias ambientales casi tan rico en datos como

la astronomía y la física de partículas son.

La máquina indispensable

La clave para el manejo de estos torrentes sin precedentes

de los datos, por supuesto, han sido cada vez más

computadoras potentes y más asequibles.

No fi eld tiene benefi ted más de la genómica.

Hace una década, la secuenciación un humano

genoma tomó años, cientos de personas,

cientos de máquinas, y un sinfín de horas de

preparación de la muestra para generar las piezas de

ADN para ser descifrado, uno a la vez. Algunos

investigadores a favor de un enfoque de escopeta-

cortar genomas enteros y después secuenciar

y montaje de todos a la vez-pero disponible

los ordenadores no estaban a la altura. Los defensores

tenido que construir una supercomputadora masiva

y laboriosamente programarlo para el trabajo.

Ahora todo el genoma escopeta es de rigor,

y el software de efi ciente abunda. En el pasado

5 años, la nueva secuencia "de nueva generación"

tecnologías han simplificado el trabajo

aún más. Hoy en día, una sola máquina puede

descifrar los tres genomas humanos en poco

más de una semana.

La secuenciación se está tan barata que

los investigadores están utilizando para estudiar la

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