未来或实现“声控”人脑？超声波首次成功掌控小鼠脑细胞

近日，有研究者管理人员成功整修了水蛭果蝇的神经细胞，使其必需对声波做出自由基，从而使它们必需介导动物运动所神经元里的线粒体，并控制它们腿部的运动所。研究者者解释道，他们的应用也适用于培养皿里的人体线粒体，并且有朝一日，可能则会促进非侵入性起搏器和深部脑诱因传递系统的发展。

几年前，这项研究者的作者Sreekanth Chalasani和他在索尔克研究者所（Salk Institute）的同事合作，首次开发了常用声波介导线粒体的超音波遗传学。在2015年的一篇研究者成果里，该工作团队揭示了一种名叫TRP-4的细胞内质——它通过调节带电离子在线粒体膜上的运动所，来控制线粒体的还原——对声波产生自由基。

因此，他们设计了蛔虫线粒体以包含TRP-4，并找到，工作团队必需常用声波手动介导这些线粒体。然而，当研究者管理人员常用脊椎动物线粒体多次重复科学实验时，却无法产生相同的结果。

而这次的新的研究者里，研究者者着手确定可用于声波介导脊椎动物线粒体的类似细胞内质。为此，他们对全人类胚胎肾(HEK)线粒体开展了基因组整修，使其传达一系列不尽相同的细胞内质，然后便将它们暴露于声波振荡器里。

在检验了总共191种不尽相同的候选细胞内质后，研究者作者表明，一种名叫TRPA1的化合物，一直能造成线粒体对声波的自由基。TRPA1有时被称为芥末受体（Wasabi receptor），与TRP-4相似，因为它是一种地下通道细胞内，这显然它通过允许钙离子绕过线粒体膜而在线粒体还原里发挥作用。

在全人类里，TRPA1一般而言则会对呕吐、波和诱因物做出自由基，掀起咳嗽或动容等自由基。当传达这种细胞内质的HEK线粒体暴露于声波时，研究者管理人员检测到钙离子通过地下通道流向，表明线粒体还原。

为了深入研究者，研究者者对果蝇开展了基因组整修，以在其运动所神经元的神经细胞里传达TRPA1。用声波振荡器这些比如说，可以使它们移动赞善尾巴和后肢，尽管左肢的运动所发生的频率极低。

与此同时，研究者管理人员在比如说的声学改变脑线粒体里检测到一种称为c-fos细胞内质（这是神经细胞活动的标志物）的增加，证实这些身体运动所确实是由声波诱导的这些神经细胞。

研究者者回应，目前仅有声波是安全的，它可以绕过软组织、肌肉和其他组织，使其成为操纵肌肉海岸边线粒体的无敌工具。

题为Sonogenetic control of mammalian cells using exogenous Transient Receptor Potential A1 channels的相关研究者研究者成果发表在《自然-通讯》上。

前瞻经济学人APP信息组

研究者成果原文：