Hersenen fruitvliegje in kleurenweergave

Nu kunnen we letterlijk een kijkje nemen in de hersenen van vliegen. Met een speciale microscoop en de techniek immunofluorescentie zagen Amerikaanse wetenschappers alle verbindingen in de hersenen van een fruitvliegje. Ook zagen ze welke hersengebieden wát aanstuurden.

De fruitvlieg wordt al 100 jaar gebruikt voor erfelijkheidsonderzoek, dus er is veel bekend over zijn genen. Gewapend met die kennis hebben wetenschappers de vliegen zo gemodificeerd, dat ze fluorescerende eiwitten gingen vormen, waardoor groepen hersencellen oplichtten.

Drie eiwitten gaven rood, groen of blauw licht. De genen die coderen voor de eiwitten, zijn op plekken in het DNA aangebracht waar hersenfuncties tot stand komen. De genen zijn daardoor gericht op bepaalde groepen neuronen, die in een van de drie kleuren oplichten.

Als de methode wordt toegepast op twee chromosomen, verdubbelt het aantal mogelijke kleuren. Rood plus groen wordt geel, en de techniek kan op die manier zelfs afzonderlijke zenuwcellen in kaart brengen. De uitlopers van de cellen krijgen ook een kleur, zodat alle verbindingen tussen de 100.000 hersencellen te volgen zijn.

De impulsen van het hersendeel dat smaakindrukken ontvangt, zijn bijvoorbeeld te volgen als ze naar het hersendeel gaan dat de mond de opdracht geeft te bewegen. Op termijn hopen de wetenschappers met behulp van de beelden te begrijpen hoe de embryonale hersenen zich ontwikkelen – en niet alleen bij vliegen, maar ook bij mensen.

Kwal hielp de techniek vooruit

De techniek die de eiwitten laat oplichten, werd in 1962 voor het eerst met succes op kwallen toegepast. De Japanse bioloog Osamu Shimomura isoleerde het eerste fluorescerende eiwit van de soort Aequorea victoria, en dat gaf groen licht. Later vond men andere kleuren eiwitten, en nu is het oplichtende eiwit niet meer weg te denken uit de biotechnologie.