Coordinación del circuito de señales de neuropéptidos y neurotransmisores opuestos

Área de la Ciencia:

• La neurociencia
• Biología molecular
• La genética

Sus antecedentes:

• Las neuronas liberan neurotransmisores rápidos y neuropéptidos lentos desde vesículas distintas.
• Los mecanismos de cómo las señales opuestas (estimuladoras/inhibidoras) de las sustancias co-liberadas controlan los circuitos neuronales no están claros.
• Las investigaciones anteriores carecían de métodos para el aislamiento específico de células y circuitos de estas vías de señalización.

Objetivo del estudio:

• Investigar cómo los neurotransmisores y los neuropéptidos liberados simultáneamente con acciones opuestas coordinan la salida del circuito neuronal.
• Desarrollar un método para manipular simultáneamente genes de neurotransmisores y neuropéptidos en distintos tipos de células en regiones del cerebro.

Principales métodos:

• Desarrolló un procedimiento de desconexión anatómica basado en genética utilizando distintas recombinaciones de ADN.
• Utilizó la mutagenesis CRISPR-Cas9 para dirigirse de forma independiente a los genes de neurotransmisores y neuropéptidos.
• Simultáneamente se manipulan genes en distintos tipos de células en dos regiones del cerebro (el hipotálamo lateral y el área tegmental ventral).

Principales resultados:

• Se ha demostrado que las neuronas del hipotálamo lateral que co-producen neurotensina (estimuladora) y GABA (inhibidora) coordinan la activación de las neuronas de dopamina en el área tegmental ventral.
• Se ha demostrado que el GABA inhibe las neuronas GABA locales, desinhibiendo las neuronas dopaminérgicas (aumento rápido del calcio).
• La neurotensina revelada genera directamente una señal lenta de calcio en las neuronas de la dopamina a través de Ntsr1, mejorando las respuestas conductuales.

Conclusiones:

• Un neurotransmisor (GABA) y un neuropéptido (neurotensina) con señales opuestas pueden actuar de manera distinta para controlar la salida neuronal.
• Estas señales operan en diferentes escalas de tiempo y a través de diferentes tipos de células para optimizar la función del circuito.
• Esta señalización coordinada mejora la respuesta conductual, lo que demuestra un nuevo mecanismo para el control neuronal.