Neuron dari otak lalat garis GAL4, VT032228-GAL4, diberi label dengan warna berbeda dengan otak lalat yang diberi garis abu-abu. Memberi label individual pada neuron-neuron ini memungkinkan para ilmuwan untuk melihat bentuknya dengan jelas. Jika neuron yang sama diberi label oleh dua garis GAL4 yang berbeda, garis ini dapat digabungkan sehingga neuron dapat diberi label dan dimanipulasi secara khusus. Kredit: Geoffrey Meissner/FlyLight
Penelitian ilmu saraf menjadi sedikit lebih mudah, berkat rilis puluhan ribu gambar neuron otak lalat buah yang dihasilkan oleh Tim Proyek FlyLight Janelia.
Selama delapan tahun, Tim Proyek FlyLight dan kolaborator membedah, memberi label, dan mencitrakan neuron lebih dari 74.000 otak lalat buah, diambil dari lebih dari 5.000 strain lalat yang dimodifikasi secara genetik.
Sekarang, gambar-gambar ini tersedia secara bebas, memungkinkan para ilmuwan dengan cepat dan mudah menemukan neuron yang mereka butuhkan untuk menguji teori tentang cara kerja sistem saraf.
Rilis gambar 23 Februari di jurnal eLife adalah puncak dari upaya dan kontribusi selama bertahun-tahun dari puluhan Janelians, mulai tahun 2012. Ini menunjukkan komitmen Janelia untuk menciptakan sumber daya gratis yang berguna bagi seluruh komunitas ilmiah. Ini juga menyoroti misi kampus penelitian untuk mengerjakan proyek yang tidak dapat diselesaikan dalam lingkungan penelitian tradisional di mana upaya jangka panjang ini seringkali tidak didanai atau diberi insentif.
“Ini adalah sumber yang bagus untuk komunitas,” kata Geoffrey Meissner, ilmuwan proyek FlyLight dan penulis pertama makalah baru di eLife. “Ini sangat sesuai dengan misi Janelia, dan menyoroti Tim Proyek sebagai sebuah konsep—melakukan hal-hal besar ini di luar skala yang dapat dilakukan laboratorium secara wajar—dan benar-benar menekankan aspek sains terbuka dari tujuan Janelia. Kami ingin pergi ke ekstra untuk membuatnya tersedia untuk semua orang, untuk membuatnya mudah, untuk membuatnya lebih komprehensif.”
Menggunakan lalat buah untuk penelitian ilmu saraf
Lalat buah Drosophila melanogaster adalah bahan pokok penelitian ilmu saraf. Para ilmuwan menggunakan lalat buah yang direkayasa secara genetik untuk menargetkan ekspresi neuron tertentu, memungkinkan peneliti untuk memahami sel otak mana yang mengendalikan perilaku tertentu.
Para ilmuwan menggunakan lalat buah untuk memahami sistem saraf ketika Janelia dibuka pada tahun 2006, namun para peneliti tidak memiliki alat yang cukup tepat untuk melibatkan neuron individu.
Hal itu membuat Janelia membuat Tim Proyek FlyLight, yang berangkat untuk membuat lalat rekayasa genetika yang dapat digunakan para ilmuwan untuk menempati neuron tertentu dengan lebih presisi. Pada tahun 2012, Janelia merilis generasi pertama dari galur lalat tersebut, garis driver GAL4 Generasi 1, bersama dengan gambar mikroskop yang menunjukkan tempat tinggal neuron spesifik di otak.
Tapi garis Generasi 1 masih terlalu tidak tepat untuk beberapa penelitian ilmu saraf. Jadi FlyLight mengembangkan galur lalat buah dari galur GAL4 ini menggunakan pendekatan Split-GAL4 yang memungkinkan para ilmuwan mengidentifikasi neuron tunggal atau tipe sel tunggal di otak lalat.
Sejak dikembangkan, jalur Split-GAL4 dan sistem Split-GAL4 telah digunakan oleh para peneliti di seluruh dunia. Namun mencari tahu cara membuat Split-GAL4 khusus yang diperlukan untuk eksperimen bisa jadi menantang. Untuk melakukan ini, pertama-tama para peneliti perlu memberi label pada neuron yang diminati pada garis GAL4—sebuah tugas yang mungkin sulit bagi seorang peneliti tunggal.
Untuk membantu, tim FlyLight menggunakan teknik yang disebut MultiColor FlpOut (MCFO), yang dikembangkan oleh Aljoscha Nern, seorang ilmuwan senior di Lab Rubin, untuk melabeli neuron individual di jalur driver GAL4 Generasi 1. Menghasilkan lebih dari 70.000 gambar detail yang sekarang dirilis membutuhkan waktu pencitraan lebih dari 11 tahun pada 8 mikroskop confocal.
Tim Komputasi Ilmiah Janelia menciptakan alat yang tersedia secara bebas yang disebut NeuronBridge yang memungkinkan para peneliti untuk mencari gambar berlabel MCFO, bersama dengan data mikroskop cahaya dan elektron lainnya, untuk menampung neuron yang diminati. Ini juga memungkinkan para peneliti untuk memprediksi kombinasi Split-GAL4 yang mereka perlukan untuk eksperimen mereka.
“FlyLight membuat banyak gambar, tetapi tanpa kerja sama erat kami dengan Komputasi Ilmiah, itu hanya akan menjadi terabyte data yang disimpan di hard drive yang tidak dapat dilakukan oleh siapa pun. Mereka memainkan peran kunci dalam membuatnya dapat digunakan oleh orang-orang,” kata Meissner, yang sekarang menjadi manajer senior dari Project Pipeline Support, yang terus menawarkan jaringan pipa FlyLight ke laboratorium Janelia.
Sumber daya dunia
Publikasi menandai rilis resmi dari gambar, tetapi ahli saraf di seluruh dunia telah mengambil keuntungan dari data sejak rilis awal mereka pada tahun 2020.
Upaya terbaru dibangun di atas reputasi Janelia dalam mengembangkan alat yang memfasilitasi penelitian lalat buah.
“Perasaan umumnya adalah bagi siapa pun yang melakukan ilmu saraf terbang yang ingin menargetkan neuron dan mempelajari sesuatu tentangnya, cara terbaik adalah menggunakan garis GAL4 yang dicirikan oleh FlyLight,” kata Meissner.
Informasi lebih lanjut: Geoffrey Wilson Meissner et al, Sumber gambar yang dapat dicari dari pola ekspresi driver Drosophila GAL4 dengan resolusi neuron tunggal, eLife (2023). DOI: 10.7554/eLife.80660
Informasi jurnal: eLife Disediakan oleh Howard Hughes Medical Institute
Kutipan: Tim merilis 74.000 gambar otak lalat buah untuk penelitian ilmu saraf (2023, 1 Maret) diambil 1 Maret 2023 dari https://medicalxpress.com/news/2023-03-team-fruit-fly-brain-images.html
Dokumen ini tunduk pada hak cipta. Terlepas dari kesepakatan yang adil untuk tujuan studi atau penelitian pribadi, tidak ada bagian yang boleh direproduksi tanpa izin tertulis. Konten disediakan untuk tujuan informasi saja.