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Articles by Mark A. Tanouye in JoVE
JoVE General
의 간질 발작의 돌연변이에 대한 Neurocircuit의 Assays Drosophila
1Department of Molecular and Cell Biology, University of California, Berkeley, 2Department of Environmental Science, Policy Management, University of California, Berkeley
고주파 전기 자극 압수와 같은 활동을 사용하는 것은에서 유도된 수 있습니다
Other articles by Mark A. Tanouye on PubMed
Drosophila Melanogaster Odorant 바인딩 단백질 유전자 가족의 게놈 넓은 분석
후각이 행동 생존과 재생산, 음식 소스 위치, 다양 한 동료, 식민지 죄수 구체적인 인식과 산란 사이트의 결정에 대 한 중요 한 많은 곤충을 상당한 중요성 이다. 곤충의 후 각 시스템의 유비쿼터스, 하지만 제대로 이해 구성 odorant 바인딩 단백질 (OBPs) 후 각 수용 체 뉴런의 dendrites을 둘러싼 수성 림프에 높은 농도에서 존재 하는 그룹입니다. OBPs 셔틀 odorants를 기본 odorant 수용 체 환경에서 있는 그들은 잠재적으로 odorant 발표자로 역할을 수 믿고 있습니다. 여기 우리가 초파리 게놈 운반 51 잠재적인 OBP 유전자 수는 odorant 수용 체 유전자의 비교를 보여줍니다. 우리는 이러한 OBP 같은 유전자의 대다수 (73%) Drosophila odorant 수용 체 유전자에 대 한 관찰 되었습니다는 대조적으로 9 개의 유전자의 클러스터에서 발생 찾으십시오. 2 추정 OBP 유전자 클러스터 각 odorant 수용 체 유전자 운반. 우리는 또한 12 상 OBPs 세 보존된 시스테인과 독특한 C 터미널 구조 및 보존된 프롤린 공유의 흥미로운 아 보고. 이 아의 멤버는 모든 곤충에 대 한 이전에 설명 하지. 우리가 다른 곤충, 초파리에서 OBP 관련 단백질의 분석은 phylogenetic 수행한 및 중복 및 발산이 큰 가족에 대 한 유전자의 대해서 살펴봅니다. [이 연구에서 시퀀스 데이터 Flybase에 제출 했습니다. 이러한 시퀀스에 대 한 주석은 http://www.genome.org에서 보충 자료로 사용할 수 있습니다.]
칼륨 브롬 화물는 Anticonvulsant 쾅 무의미 한 초파리 뱅에 민감한 돌연변이 체에서 발작을 경감에 효과적 이다
인간의 장애는 많은 영향을 받는 개인, 치료 되지 않는 발작 발생의 잠재적으로 치명적인 결과 모든 환자에 대 한 효과적인 치료의 부족으로 인해 중요 한 건강 관심사. 경련 발작 치료에 매우 도움이 입증 된 치료를 위해 사용할 수 있는 최고의 옵션을 남아 있지만 모든 괴로움된을 개인 약물 치료에 반응 하 고 많은 이렇게 독특한 약물 조합 또는 불리 한 부작용의 비용. 따라서 더 효과적인 경련이이 질병에 대처 하기 위해 후 돕고 지속적으로 있습니다. 이 연구 결과 초파리 뱅 구분 (BS) 돌연변이 사용 하 여 화면 경련 하는 도구로 서의 가능성을 제공 하는 선물이. 알려진된 anticonvulsant 칼륨 브롬 화물, 학사 돌연변이 먹 여 우리 약은 뱅의 무의미 한, BS 돌연변이의 가장 심한 발작을 극적으로 감소 시킨다 설명 했다. 이 방법론 제안 Drosophila 시스템 시 고 anticonvulsant 속성을 가진 새로운 화합물을 테스트 하기 위한 강력한 장비를 될 수 있습니다.
함수 이득 Escargot 돌연변이 의해 발작 억제
억압 돌연변이 메커니즘을 검사 하는 데 잠재적으로 강력한 도구를 제공 기본 신경 장애 및 약리 개입에 대 한 새로운 목표를 식별 합니다. 여기 우리는 돌연변이 초파리 모델 인간의 간 질 발작을 억제 하는 기술. 쉽게는 초파리를 이용 하 여 화면 충격된 (eas) "간 질" 돌연변이 발작 감도의 지배적인 진압 식별. 식별 하는 여러 변이 중 신경 escargot (esg)에 eas 발작 거의 90% 감소. Esg 유전자 녹음 방송 요인의 달팽이 가족의 구성원을 인코딩합니다. 여기 esg은 일반적으로 일정 시간 동안 신 시스템 개발 하는 동안 신경 세포의 제한 된 표현, 반면 모든 신경 세포와 개발을 통해 정상적인 esg 표현 했다. 이 크게는 electrophysiological 및 eas의 행동 간 질 고기 ameliorated. 신경 esg 여러 발작 발생 하기 쉬운 돌연변이의 민감성을 줄일 수 초파리 간 질 모델에서 일반 발작 억압 행위로 나타납니다. 우리는 esg ectopically 성인 민감성 발작을 줄이기 위해 신 시스템 개발 하는 동안 표현 해야 합니다 관찰 했다. 또한, 유도 신경 세포 (수)의 작은 하위 집합에 esg의 발작 민감성을 줄어 듭니다. Microarray 및 전산 분석 조합 가능한 대상 신경 esg의 대표 100 유전자를 공개 했다. 우리는이 유전자의 일부 궁극적으로 소설 항 전 간 약물의 대상으로 제공할 수 있다 예상.
게으름 뱅이 돌연변이 초파리 간 질 고기를 포함 한 복잡 한 신경 이상이 전시
RNA 의무적인 단백질 유전자 발현의 조절에 중요 한 역할을 재생할 수 및 장애 신 경계 기능에 심각한 phenotypic 결과 가질 수 있습니다. 우리 보고 여기 Drosophila RNA 의무적인 단백질 인코딩하는 소파에 앉아 감자 (cpo)의 돌연변이와 관련 된 여러 가지 복잡 한 신경 고기 발견. 우리는 cpo의 돌연변이 리드 플레이 민감한 마비, 발작 민감성과 시 냅 스 전송 결함을 보여줍니다. Cpo(EG1) 라는 새로운 cpo 대립 유전자 민감하게 유전적 배경에서 뱅에 민감한 중 돌연변이 형에 근거 하 여 확인 되었다 (sda / +). Heteroallelic 다른 cpo 대립, 조합에서 cpo(EG1) 파리 마비 되 고의 약 30%와 불완전 하 게 침투 플레이 민감한 형을 보여 줍니다. Electroconvulsive 충격에 대 한 응답, cpo(eg1)와 heteroallelic 조합 전시 발작 임계값 미만의 절반 야생-타입 파리의. 마지막으로, cpo 파리 거 대 한 섬유 (GF) 시스템에 여러 neurocircuit 이상 표시. Cpo 돌연변이 TTM 근육 감소 다음 주파수와 결합 하 여 긴 대기 시간 응답을 전시 한다. Cpo 돌연변이에 DLM 근육 정상적인 대기 시간 관계를 전시에 불구 하 고 다음 주파수에서 급격 한 감소를 보여줍니다. 정한 사이트 전기 화학 GF TTMn 냅 나타납니다 및 화학 PSI DLMn synapses. Cpo 돌연변이의 이러한 복잡 한 신경 고기 cpo 발작 민감성을 포함 한 적절 한 신 경계 기능 조절에 중요 한 역할을 지원 합니다.
메이-P26 유전자 Drosophilia에 민감성 발작을 조절 하는 반지를 손가락 B 상자 코일 코일 NHL 단백질을 인코딩합니다
발작 억압 돌연변이 유전자 및 신 경계 흥분 조절에 관련 된 메커니즘에 대 한 독특한 통찰력을 제공 합니다. Drosophila 뱅 구분 (BS) 돌연변이 well-characterized 간 질 모델 들은 발작 진압을 식별 하는 데 유용한 도구를 제시. 여기 우리가 격리 및 특성 meiotic 진 메이-P26, 단백질의 RBCC-nhl의 가족에 속한 중단 결과인 새로운 Drosophila 발작 억압 돌연변이의 설명. 메이-P26 변이 쉽게 충격 을된 (eas)에서 발작 줄어들고 slamdance (sda) 간 질 기계적 자극 및 electroconvulsive 충격에 따라 파리. 또한, 돌연변이 메이 P26 파리 발작 임계값 이상 삼 배 야생 타입의 것 보다 더 큰 전시. 메이-P26 고기 단백질의 NHL 단백질 단백질 상호 작용 도메인에서 중요 한 잔류물의 missense 돌연변이에서 발생할 듯하다. 이러한 결과 유비퀴틴 리가로 시 냅 스 개발 영향에 의해 발작 민감성의 레 귤 레이 터로 메이-P26 여 번째의 외부에 대 한 놀라운 역할을 가능 하 게 공개.
ShakB2, 갭 정션 돌연변이 초파리에 의해 발작 억제
갭 정션 단백질 전기 시 냅 스 전송 중재. 초파리, 파리 shakB 로커 스 shakB2, 같은 null 돌연변이 들고 거 대 한 섬유 (GF) 시스템 neurocircuit 전송 전기 시 냅 스에서의 손실와 일치에 행동 및 electrophysiological 결함을 갖으십시오. ShakB2 돌연변이 발작 민감성을도 영향을 줍니다. 돌연변이 파리 특히 발작 방지 하 고 높은 임계값 evoked 발작을가지고. 또한, "간 질" 돌연변이와 일부 이중 돌연변이 조합, shakB2 발작 억압 돌연변이로 나타납니다: shakB2 이중 돌연변이의 야생 형 범위 발작 민감성을 복원 합니다. 이중 돌연변이 조합 shakB2 완전히 slamdance (sda), 최저 (kdn) 및 이동 (jbug) 돌연변이 의해 발생 하는 발작을 억제 합니다. 쉽게 충격 을된 (eas) 및 기술 녹아웃 (망가) 돌연변이 의해 발생 하는 발작 Shakb2에 의해 부분적으로 억제 됩니다. 빅뱅 구분 (bas2)으로 인 한 발작과 뱅 무의미 (bss1, bss2 대립) 변이 Shakb2에 의해 표시 됩니다. 이러한 결과 발작 민감성, 인간의 장애의 복잡성 탈피를 가깝게 우리를 데 려에 대 한 책임이 유전자 상호 작용의 종류 공부를 위한 모델 시스템으로 초파리의 사용을 보여 줍니다.
탈출 만들기: 개발 및 초파리 거 대 한 파이버 시스템의 기능
파리 공중으로 점프 하 고 멀리 비행 하 여 위험을 탈출 합니다. 거 대 한 파이버 시스템 (GFS)은 시각적 자극에이 간단한 행동 반응 중재 신경 회로. 감각 신호는 거 대 한 파이버 수신 하 고 다리와 날개 근육 motorneurons 릴레이. Drosophila GFS에 신경 많은 고유 하 게 식별 하 고 세포 생물학, electrophysiological 및 유전 연구를 의무가 있습니다. 여기 우리가 검토 하 고 해부학이이 시스템의 개발 신경 개발 및 시 냅 스가 소성에서 신경 장애 aetiology에 이르는 신경 생물학의 여러 측면을 공부에 대 한 자사의 유틸리티를 강조 표시 하 고 있습니다.
돌연변이 K에서 + Cl-cotransporter 유전자 Kazachoc (kcc) 초파리에서 발작 민감성을 증가
개발 포유류 두뇌에서 중요 한 기간 동안에 Gabaergic의 자연에서 주요 스위치 전송 줄어들면서 고 흥분 성의 hyperpolarizing 하 고 금지, 신생아 뇌 패턴 성숙 뇌의 패턴. 이 스위치는 활동-종속 메커니즘을 통해 신경 연결을 결정 하는 주요 역할 여겨진다. GABAergic 발달 스위치 특히 부전 장애를 선도에 노출 될 수 있습니다. 발달 GABA 스위치 KCC2, 신경 K 주로 중재 + Cl-cotransporter Cl-의 세포내 농도 결정 하 고, 따라서, GABA에 대 한 잠재적인 반전. 여기, 우리는 kazachoc (kcc)을 보고 유일한 K의 수준을 줄일 수 변이 + Cl-cotransporter fruitfly Drosophila melanogaster 파리 epileptic 같은 발작에 취약 렌더링. Drosophila kcc 단백질은 두뇌 neuropil, 널리 표현 되 고 그 발달 연령 상승. 낮은 kcc 수준으로 젊은 kcc 돌연변이 파리 행동 발작 표시 고 electroconvulsive 충격에 의해 유도 된 발작 감소 임계값을 보여줍니다. Kcc 돌연변이 발작 장애를 선도 기능 상호 작용을 나타내는 다른 초파리 간 질 돌연변이의 일련을 향상 시킵니다. 유전과 약리 실험 제안 kcc 파리의 증가 발작 민감성 흥분 성의 GABAergic 신호를 통해 발생 합니다. Kcc 돌연변이 신경 흥분 및 epileptogenesis GABAergic 신호 변조 방법 영향을 조사 하는 우수한 모델 시스템을 제공 합니다.
마약을 벤치에서: 인간의 발작 모델링 초파리를 사용 하 여
인간의 장애의 연구 민감성 발작에는 유전적 요인에 의해 크게 영향을 밝혀. 간 질을 일으키는 외에 유전적 요인 및 epileptogenesis를 억제할 수 있습니다. 발작 억압 유전자의 시험 인 간에 있는 도전 이다. 그러나, 이러한 유전자는 쉽게 식별 하 고 간 질 초파리 동물 모델에서 분석 했다. 이 문서에서는 간 질 형 발작에 민감한 돌연변이 초파리의 검토. 발작 진압 이라는 유전자의 새로운 클래스를 설명 합니다. 돌연변이 진압 정의 신경 돌연변이의 "간 질" 형 복귀. 우리는 DNA topoisomerase 인코딩 발작 억압 유전자의 특정 토론으로이 검토 결론 난 (top1). Top1 돌연변이 초파리 간 질 돌연변이의 발작에 민감한 형 되돌리기에 특히 효과적입니다. 또한, anti-epileptic 약물의 예기치 않은 클래스 확인 되었습니다. 이들은 DNA topoisomerase 나 camptothecin 등의 파생 상품; 저 해제 여러 후보는 비교 또는 아마도 초파리 약 먹이 실험에서 발작을 줄이는 valproate 등 전통적인 anti-epileptic 마약 보다 더.
발작 감도의 K + 타겟된 식으로 Ameliorated-초파리 뇌의 버섯 본문에 Cl-cotransporter 기능
Kazachoc (kcc)의 kcc(DHS1) 대립 유전자가 몇 발작 민감한 초파리 돌연변이의 뱅에 민감한 (BS) 풍 행동 고기 악화 발작 증강 돌연변이로 식별 됩니다. 자신의 젊은 kcc(dhs1)에 파리도 발작 같은 행동을 표시 하 고 electroconvulsive 충격에 의해 유도 된 발작 감소 임계값을 보여 줍니다. Kcc 제품 KCC2, 포유류 신경 K(+)-Cl(-) cotransporter에 실질적인 homology를 보여줍니다. Kcc(DHS1) 대립 유전자는 hypomorph 이며 발작 같은 표현 형의 반영 kcc 유전자의 감소 식. 우리 보고 여기는 kcc K(+)-Cl(-) cotransporter heterologously Xenopus laevis oocytes에서 표현 기능: oocyte 붓기를 유발 하는 고온 조건 하에서 초파리 kcc 익스프레스 oocytes Cl (-)으로 관찰 하는 강력한 이온 전송 활동 표시-종속 통풍 관에 K(+) congener (86)Rb(+). 어디 cotransporter 함수 kcc(DHS1) 학사 풍 형을 구출 하는 데 필요한 결정 하는 UAS-kcc(+) transgene의 소성, 공간적으로 제한 된 식 사용 되었다. 흥미롭게도, phenotypic 구조는 크게 차지 버섯 시체 (MBs) 및 중앙 단지 둥글지 본문 (EB) 대상, 외 접 식으로. 글, 우리 kcc(+)의 메가바이트 유도 초파리에서 일반 발작 억압으로 작용 관찰. Drosophila MBs 특히 후 각 학습 및 기억; 신경 기판으로 서의 역할에 대 한 상당한 관심을 생성 한 그들은 하지 이전에 발작 민감성에 연루 되어 있다. 우리 표시 MB 뉴런에서 kcc(DHS1) 발작 감도 GABAergic 전송 하 여 화학 시 냅 스 억제의 약화를 통해 행위이 MB 신경 세포내 Cl(-) 그라디언트의 중단 예정 이다는 것이 좋습니다.
간 질에 대 한 모델로 Drosophila: Bss는 발작에 이르게 파라 나트륨 채널 유전자 기능 이득 돌연변이
우리 보고 식별 무의미 한 뱅의 (bss)로 보시고 (파랑 새)의 대립 유전자 전압 개폐 Na(+) (Na(V)) 채널 유전자 발작 같은 행동을 전시 Drosophila melanogaster 돌연변이. 돌연변이 낮춘된 발작 임계값 때문에 발작 에피소드 보통 파리 보다 더 쉽습니다. Bss 고기 이전에 비활성화 되 나 Na(V) 4 homology 도메인의 "패 들 모티브"에 연루 세그먼트에서 missense 돌연변이 한다. 뒤에 전기 생리학, bss(1) 병 변 포함 된 cDNAs heterologous 표현의 돌연변이 채널 비활성화 야생 타입에 비해 변경 된 전압 의존을 표시 보여줍니다. Bss의 고기 뱅에 민감한 돌연변이 초파리에서의 가장 심각한 고 하지 anti-epileptic 약물으로 치료 하 여 억제 하지만 ameliorated 수 있습니다. 이와 같이, bss에 관련 된 발작 pharmacologically 저항 epilepsies 유아에 심각한 myoclonic 간 질 또는 일반화 된 토 닉의 clonic 발작으로 다루기 힘든 어린 시절 간 질 같은 인간 Na(V) scn1a의 돌연변이 의해 발생의 비슷합니다.
발작 및 간 질: 초파리에서 장애의 연구
인간의 인구에 있는 장애의 빈도도 불구 하 고 이러한 결함에 대 한 유전자 및 생리 적으로 해결 하기 어려운 되었습니다. 발작 민감성에 많은 유전 기부금 확인 되었지만,이 많은 신경 관련 되지 이질적인 생물 학적 과정을 포함 한다. 관여 유전자의 큰 번호와 다른 유형의 자연 발작 장애의 병 인 기본 복잡 한 요소를 이해 하기 어렵게 만듭니다. 유전자 변이 발작 민감성에 알려진 효과 검토 유익한 증명할 수 있는 방법 중 하나입니다. 다른 생리 적 프로세스에 따른 발작 민감성과 새로운 치료 요법을 식별이 접근 모두 이해에 도움이 될 수 있습니다. 우리가 검토 여기 초파리, 인간의 장애에 대 한 모델을 제공 하는 유전자 세공 시스템에서에서 발작 민감성에 기여 하는 요인. 기능 닮은 인간 epilepsies 일부를 전시 하 고 즉시 발작에 민감한 렌더링 하는 돌연변이 집합 발작 같은 신경 활동 및 과일 파리의 동작 설명입니다. 특히 재미는 발작 진압으로 두 번째 사이트 돌연변이 돌연변이의 소설 클래스의 설명입니다. 이들이 돌연변이 되돌릴 발작 민감성의 야생 형 범위에 다시 간 질 고기. 발작 억제에 대 한 책임이 유전자는 새로운 항 전 간 약물으로 개발 될 수 있습니다 리드 화합물에 대 한 목표를 식별의 목적으로 복제 됩니다.
