A pesquisa em neurociência ficou um pouco mais fácil, graças à divulgação de dezenas de milhares de imagens de neurônios cerebrais de moscas-da-fruta geradas pela equipe do projeto FlyLight de Janelia.
Ao longo de oito anos, a equipe do Projeto FlyLight e seus colaboradores dissecaram, rotularam e visualizaram os neurônios de mais de 74.000 cérebros de moscas-das-frutas, retirados de mais de 5.000 linhagens diferentes de moscas geneticamente modificadas.
Agora, essas imagens estão sendo disponibilizadas gratuitamente, permitindo que os cientistas encontrem rápida e facilmente os neurônios de que precisam para testar teorias sobre como o sistema nervoso funciona.
O lançamento das imagens 23 de fevereiro no jornal eLife é o culminar de anos de esforço e contribuições de dezenas de Janelians, começando em 2012. Ele demonstra o compromisso de Janelia em criar recursos gratuitos úteis para toda a comunidade científica. Ele também destaca a missão do campus de pesquisa de assumir projetos que não podem ser realizados em um ambiente de pesquisa tradicional, onde esses esforços de longo prazo geralmente não são financiados ou incentivados.
“É um grande recurso para a comunidade”, diz Geoffrey Meissner, cientista do projeto FlyLight e primeiro autor do novo artigo em eLife. “Está diretamente na missão de Janelia e destaca as equipes de projeto como um conceito – de fazer essas grandes coisas além da escala do que um laboratório poderia fazer razoavelmente – e realmente enfatiza o aspecto de ciência aberta dos objetivos de Janelia. Queremos ir além para torná-lo disponível para todos, para torná-lo fácil, para torná-lo mais abrangente.”
Usando moscas de fruta para pesquisa em neurociência
a mosca da fruta Drosophila melanogaster é um marco da pesquisa em neurociência. Os cientistas usam moscas da fruta geneticamente modificadas para direcionar a expressão de certos neurônios, permitindo que os pesquisadores entendam quais células cerebrais controlam certos comportamentos.
Os cientistas estavam usando moscas-das-frutas para entender o sistema nervoso quando Janelia abriu em 2006, mas os pesquisadores não tinham ferramentas precisas o suficiente para implicar neurônios individuais.
Isso levou Janelia a criar o FlyLight Project Team, que pretendia criar moscas geneticamente modificadas que os cientistas pudessem usar para localizar neurônios específicos com mais precisão. Em 2012, Janelia lançou a primeira geração dessas linhagens de moscas, as linhas de driver GAL4 Geração 1, juntamente com imagens de microscopia mostrando onde residiam os neurônios específicos do cérebro.
Mas as linhas da Geração 1 ainda eram muito imprecisas para algumas pesquisas em neurociência. Assim, FlyLight desenvolveu linhagens de moscas-das-frutas a partir dessas linhagens GAL4 usando a abordagem Split-GAL4 que permitiu aos cientistas identificar neurônios únicos ou tipos de células únicas no cérebro da mosca.
Desde que foram desenvolvidas, as linhas Split-GAL4 e o sistema Split-GAL4 são utilizados por pesquisadores do mundo todo. Mas descobrir como criar um Split-GAL4 específico necessário para um experimento pode ser um desafio. Para fazer isso, os pesquisadores primeiro precisam rotular os neurônios de interesse nas linhas GAL4 – uma tarefa que pode ser difícil para um único pesquisador.
Para ajudar, a equipe do FlyLight usou uma técnica chamada MultiColor FlpOut (MCFO), desenvolvida por Aljoscha Nern, cientista sênior do Rubin Lab, para rotular neurônios individuais em linhas de driver GAL4 da Geração 1. Gerar as mais de 70.000 imagens detalhadas que estão sendo lançadas agora exigiu mais de 11 anos de tempo de imagem em 8 microscópios confocais.
A equipe de Computação Científica de Janelia criou uma ferramenta disponível gratuitamente chamada NeuronBridge que permite aos pesquisadores pesquisar as imagens marcadas com MCFO, junto com outros dados de microscopia de luz e eletrônica, para localizar os neurônios de interesse. Ele também permite que os pesquisadores prevejam as combinações Split-GAL4 necessárias para seus experimentos.
“FlyLight fez muitas imagens, mas sem nossa estreita colaboração com a Computação Científica, seriam apenas terabytes de dados armazenados em um disco rígido com o qual ninguém poderia fazer nada. Eles desempenharam um papel fundamental em torná-lo utilizável para as pessoas”, diz Meissner, que agora é gerente sênior do Project Pipeline Support, que continua a oferecer pipelines FlyLight para os laboratórios Janelia.
Um recurso mundial
A publicação em eLife marca o lançamento oficial das imagens, mas neurocientistas de todo o mundo já estão aproveitando os dados desde seu lançamento inicial em 2020.
O esforço mais recente se baseia na reputação de Janelia de desenvolver ferramentas que facilitam a pesquisa da mosca-das-frutas.
“O sentimento geral é que, para qualquer pessoa que faz neurociência com moscas e deseja atingir um neurônio e aprender algo sobre ele, a melhor maneira é usar as linhas GAL4 caracterizadas pelo FlyLight”, diz Meissner.