Research press release


Nature Communications

Neuroscience: Stimulating neurons with ultrasound



今回掲載されるSreekanth Chalasaniたちの論文には、超音波を増幅するガス入り微小気泡と遺伝子組換えを併用して、ニューロンを個別に操作する非侵襲的な方法(‘sonogenetics’と命名)について記述されている。Chalasaniたちは、線虫の一種Caenorhabditis elegansを用い、この方法を調べた。その結果、野生種のC. elegansはそのままでは低圧超音波に対する感受性がないが、遺伝子組換えによってニューロンの感受性が高まり、C. elegansの運動行動が変化することが分かった。Chalasaniたちは、この方法を他の動物の細胞機能の操作にも利用できるという考えを示している。

A new method that shows how individual neurons in a nematode may be stimulated by ultrasound through the use of genetic modification and microbubbles, is reported online in Nature Communications. The authors hope that this method will allow neuron stimulation in deep tissues in a less invasive way than existing light-based methods such as optogenetics.

Current methods to activate or deactivate neurons, such as optogenetics, require invasive surgical procedures that make their use difficult in deeper brain regions. Ultrasound is well suited for stimulating populations of neurons as it can reach deep tissue and go through the bone, as shown by previous research both in excised neurons and in live animals. However, the stimulation of individual neurons has been difficult as the focal zone of ultrasound is larger than individual cells.

Sreekanth Chalasani and colleagues describe a non-invasive method to manipulate individual neurons using genetic modification in conjunction with gas-filled microbubbles that amplify ultrasound, which they name 'sonogenetics'. The authors investigate the method in the nematode Caenorhabditis elegans and find that while non-modified, wild-type C. elegans are insensitive to low pressure ultrasound, genetic modification sensitises neurons and can then result in alternations in the nematode’s motor behaviour. The authors suggest that this method could also be used to manipulate cellular functions in other animals.

doi: 10.1038/ncomms9264

「Nature 関連誌注目のハイライト」は、ネイチャー広報部門が報道関係者向けに作成したリリースを翻訳したものです。より正確かつ詳細な情報が必要な場合には、必ず原著論文をご覧ください。

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