在电极-组织接口上进行空间精确的基因工程
Ke Xu1,2,3, Yinan Yang1,2,3, Jianfei Ding1
1CAS Center for Excellence in Nanoscience, National Center for Nanoscience and Technology, Beijing, 100190, China.
Advanced materials (Deerfield Beach, Fla.)
|May 1, 2024
概括
这项研究将灵活的神经电极与基因沉默RNA相结合,以精确设计电极-组织接口. 这种方法可以对神经组织进行精确的基因改造,以改善大脑机器接口.
科学领域:
- 神经科学是一个神经科学.
- 生物材料工程 生物材料工程
- 基因工程是一种基因工程.
背景情况:
- 电极 - 组织接口对于神经记录和调制至关重要.
- 目前的研究重点是非生物材料和神经电极的结构工程.
- 整合生物工程原理为增强这种接口提供了一种新的方法.
研究的目的:
- 开发一种多功能系统,用于基因工程的电极-组织接口.
- 为了研究特定基因敲除在接口上的神经组织的影响.
- 为了实现对神经组织属性的精确控制,用于先进的大脑机器接口.
主要方法:
- 超灵活的神经电极与短毛针RNAs (shRNAs) 结合.
- 微型RNA被设计用于沉默内源基因,特别是10号染色体上被删除的酸酶和张素同类基因 (PTEN) 和聚皮里米丁通路结合蛋白1 (PTBP1).
- 该系统在帕金森病和创伤性脑损伤的小鼠模型中进行了测试,以长期监测神经活动.
主要成果:
- 在电极接口处的神经组织中实现了shRNA介导的PTEN和PTBP1的淘汰.
- 证明PTEN下调导致神经元细胞体扩大.
- 能够在疾病模型中长期监测基因淘汰后的神经活动.
结论:
- 这种综合的非生物和生物方法为电极-组织接口提供了精确的基因工程.
- 该系统有助于精确控制神经组织特性,提高电极性能.
- 为再生电子和下一代大脑机器接口铺平了道路.
