Dissertação

Combining Patterned Optogenetics Using a Digital Micromirror Device and Light-sheet Whole-Brain Imaging in Behaving Fish EVALUATED

Optogenética constitui um novo ramo da biologia molecular que pode ser usada para uma precisa, rápida e reversível intervenção na atividade celular. Na neurociência, este ramo permite manipular a atividade de um neurónio específico, utilizando luz e sem afetar a atividade dos seus contíguos. Isto permite, pela primeira vez na história da neurociência, provar a causalidade entre o ativar de um neurónio e a atividade resultante ao nível de todos os neurónios no cérebro. Utilizando avanços recentes nos ramos da optogenética e da imagiologia funcional com técnicas de microscopia de fluorescência, este trabalho cria uma ferramenta que permite combinar a técnica de light-sheet microscopy com manipulação optogenética da atividade neuronal. Para isto, um aparelho de projeção digital de mico-espelhos origina um raio padronizado de luz que atravessa a objetiva do microscópio e é projetada sobre os neurónios desejados do cérebro de um embrião de peixe zebra. Os neurónios sob a projeção exprimem ChrimsonR que, ativada pela luz, induz potenciais de ação que se propagam pelo cérebro. Esta propagação é então registada pela técnica de microscopia, utilizando a fluorescência do marcador GCaMP6f. Utilizando o mesmo sistema de projeção, uma segunda ferramenta foi desenvolvida que permite utilizar optogenética para verificar a relação causal entre os neurónios e comportamentos reflexivos do peixe zebra e para testar condições de ativação de ferramentas optogenéticas. Com esta ferramenta demonstrou-se um potencial de ativação para ChrimsonR, em embriões de peixe zebra, para uma projeção de luz de 50 ms com 5, 10 ou 15 mW/mm2.
peixe zebra, optogenética, light-sheet microscopy, aparelho digital de mico-espelhos, ChrimsonR, comportamento

Novembro 22, 2017, 9:30

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

ORIENTADOR

Michael Brian Orger

Champalimaud Research, Champalimaud Foundation

Doutor

ORIENTADOR

Ana Luísa Nobre Fred

Departamento de Bioengenharia (DBE)

Professor Associado