MEC-2 Reguliert C. Elegans DEG / ENaC-Kanäle Für Mechanosensation Benötigt

Nature. Feb, 2002  |  Pubmed ID: 11875573

Das Protein Mechanosensorischen MEC-6 Ist Eine Untereinheit Des C. Elegans-Touch-Zelle Degenerine Kanal

Nature. Dec, 2002  |  Pubmed ID: 12478294

Transduzierenden Touch in Caenorhabditis Elegans

Annual Review of Physiology. 2003  |  Pubmed ID: 12524464

Sensation Ist Schmerzlos

Trends in Neurosciences. Dec, 2003  |  Pubmed ID: 14624845

Eppendorf Essay Gewinner. Deconstructing C. Elegans Sensorischen Mechanotransduktion

Science (New York, N.Y.). Oct, 2004  |  Pubmed ID: 15486284

Moleküle Und Mechanismen Von Mechanotransduktion

The Journal of Neuroscience : the Official Journal of the Society for Neuroscience. Oct, 2004  |  Pubmed ID: 15496654

Die MEC-4 DEG / ENaC-Kanal Von Caenorhabditis Elegans Tastrezeptorneuronen Wandelt Mechanische Signale

Nature Neuroscience. Jan, 2005  |  Pubmed ID: 15580270

Mechanosensation

WormBook : the Online Review of C. Elegans Biology. 2006  |  Pubmed ID: 18050466

Wilde C. Elegans und andere Nematoden Leben in Schmutz und Bakterien, unter Berufung auf Mechanorezeptor Neuronen (MRNs) zur Erkennung von Kollisionen mit Bodenteilchen und andere Tiere sowie die Kräfte, die durch ihre eigene Bewegung generiert zu essen. MRNs können auch helfen, Tiere, die bakterielle Nahrungsquellen zu erkennen. Hermaphroditen und Männer haben 22 vermeintliche MRNs; Männchen haben eine zusätzliche 46 MRNs, am meisten, wenn nicht die für die Paarung erforderlich sind. In diesem Kapitel Bewertungen Schwerpunkteder C. Elegans Mechanosensation, einschließlich der MRN, was über ihre Beiträge zu Verhalten sowie die neuronale Schaltkreise, die Verknüpfung von MRNs Bewegung bekannt ist. Neue Modelle der Mechanismen verwendet, um die mechanischen Energie in elektrische Signale umwandeln, werden ebenfalls behandelt. Perspektiven für die künftige Forschung gehören erweitert unser Verständnis für die molekulare Basis der Mechanotransduction und wie die Aktivierung der MRNs führt und Verhalten moduliert.

Nanoskalige Organisation Des MEC-4 DEG/ENaC Sensorische Mechanotransduction Kanals in Caenorhabditis Elegans Touch Rezeptor Neuronen

The Journal of Neuroscience : the Official Journal of the Society for Neuroscience. Dec, 2007  |  Pubmed ID: 18094248

Hören, sind Touch und Propriozeption dachte, direkte Aktivierung von Mechano-elektrische Transduktion (MWB) Kanäle zu beteiligen. In Caenorhabditis Elegans touch Rezeptor Neuronen (TRN), solche Kanäle enthalten zwei Pore-forming-Untereinheiten (MEC-4 und MEC-10) und zwei zusätzliche Untereinheiten (MEC-2 und MEC-6). MEC-4 und MEC-10 gehören zu einer großen Überfamilie Ionen-Kanal-Proteine (DEG/ENaCs), die Nonvoltage-Gating, Amilorids-Sensitive Na + Kanäle bilden. TRNs haben einzigartige 15-Protofilament Mikrotubuli und ein Elektron-Dichte extrazellulären Matrix vorgeschlagen, dienen als Anspritzung Anbindehaltung für MeT Kanal Aktivierung von entscheidender Bedeutung. Wir kombinierten Hochdruck Einfrieren und seriell-Abschnitt Immunoelectron Mikroskopie zum Bestimmen der Position MeT Kanäle relativ vermeintliche Anspritzung festbindet. MWB Kanäle wurden mit Antikörpern gegen MEC-4 und MEC-2 visualisiert. Diese Ansicht Nanometer-Auflösung eines sensorischen MeT-Kanals richtet strukturellen Zwänge auf die Mechanik der Kanal Anspritzung. Wir zeigen hier, dass MEC-2 und MEC-5 Kollagen, ein mutmaßliches extrazelluläre Leine, überlappende, jedoch unterschiedliche Domänen in TRN Neurites zu besetzen. Obwohl Kanäle auf allen Seiten der TRN Neurites schmücken; nicht sind die distale Endpunkte des 15-Protofilament Mikrotubuli um Anbindehaltung Anspritzung werden die Hypothese zugeordnet. Diese spezialisierten Mikrotubuli, die einzigartige, TRNs, montieren in ein vernetztes Bündel, verbunden durch ein Netz von geknickten Filamente an der Neurit-Membran. Wir spekulieren, dass die Microtubule-Bündel-Bekehrten, die externen Punkt in Membran-Strecke lädt, das wiederum erleichtert Kanal Aktivierung erfüllt.

Gain of Function-Mutationen Im MEC-4 DEG/ENaC Sensorische Mechanotransduction Kanal ändern Anschnitt- Und Droge Blockade

The Journal of General Physiology. Feb, 2007  |  Pubmed ID: 17261841

MEC-4 und MEC-10 sind die Pore-forming Untereinheiten des der sensorischen Mechanotransduction Komplex, der Note Empfindung in Caenorhabditis Elegans vermittelt (O'Hagan, R., M. Chalfie und m.b. Goodman. 2005. Nat Neurosci. 08:43-50). sie sind Mitglieder einer großen Familie von Ionen-Kanal-Proteine, kollektiv bezeichnet DEG/ENaCs, die in Epithelzellen und Neuronen exprimiert werden. In Xenopus Oocytes kann MEC-4 in Homomeric Kanäle zusammenstellen und coassemble mit MEC-10 in heteromeren Kanäle (Goodman, m.b., g.g. Ernstrom, D.S. Chelur, R. O'Hagan, C.A. Yao und M. Chalfie. 2002. Natur. 415:1039-1042). Um einen Einblick in die Struktur-Funktions-Prinzipien, die Anspritzung bestimmen und die Droge-Block, wir analysiert die Auswirkungen der Gain of Function-Mutationen, die mit einer Kombination aus zwei-Elektroden-Spannung Klemme, Einkanal-Aufnahme und außen-Out Macropatches. Wir fanden, dass die Mutation des A713, die d oder Degeneration zu positionieren, Rückstände, die größer als Cystein makroskopische aktuelle, offene Wahrscheinlichkeit und Öffnungszeiten in Homomeric Kanäle, was darauf hindeutet, dass sperrige vergrößert Rückstände an dieser Position stabilisieren offene Staaten. Wildtyp MEC-10 unterdrückt teilweise den Effekt von solchen Mutationen auf makroskopischen Strom, darauf hindeutet, dass Untereinheit-Untereinheit Interaktionen offen Wahrscheinlichkeit regulieren. Zusätzliche Unterstützung für diese Idee wird von einer Analyse der makroskopischen Strömungen getragen von Einzel-Mutant und Doppel-Mutant heteromeren Kanäle abgeleitet. Wir haben auch Blockade von Diuretikum Amilorids geprüft und zwei verwandte Substanzen. Wir fanden, dass die Mutation des A713 Threonin, Glycin oder Aspartat die Affinität der Homomeric Kanäle für Amilorids abgenommen. Im Gegensatz zu der Zunahme der offenen Wahrscheinlichkeit war dieser Effekt nicht im Zusammenhang mit Größe der Aminosäure-Seitenkette, die darauf hinweist, dass Mutation an diesem Standort Antagonisten Binden anhand eines unabhängigen Mechanismus ändert. Schließlich präsentieren wir Beweise, dass dieser Amilorids-Block ist Verbreitung in DEG/ENaC-Kanäle, begrenzt, darauf hindeutet, dass Variationen im Amilorids-Affinität aus Schwankungen der Bindungsenergie im Gegensatz zur Zugänglichkeit ergeben. Wir schließen, dass die d-Position eine Schlüsselregion im Kanal funktionell und strukturell gehört möglicherweise den Anfang einer Pore-forming-Domäne darstellt.

Analyse Der Fadenwurm Mechanik Von Piezoresistive Verschiebung Clamp

Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. Oct, 2007  |  Pubmed ID: 17962419

Studium tierischen Mechanik ist entscheidend für das Verständnis, wie Signale im neuromuskulären System Verhalten und wie Kraft-Sensorik Organe hervorrufen und sensorische Neuronen arbeiten. Einige Techniken existieren, um Kräfte und Verschiebungen für solche Studien zu bieten. Um diese technologische Lücke zu lösen, entwickelten wir eine Messtechnik mit Piezoresistive Ausleger als Kraft-Weg-Sensoren gekoppelt mit einer Feedback-System anwenden und definierten Belastung profile Mikrometer-Skala Tiere pflegen. Wir zeigen, dass dieses System über Entfernungen von bis zu 100 Mum mit einer Auflösung von 12 nN zwischen 0,1 Hz und 100 kHz Kräfte zwischen 10(-8) und 10(-3) N liefern kann. Wir nutzen diese neue Messtechnik um zu zeigen, dass Kraft-Weg-Kurven der Wildtyp Nematoden (Caenorhabditis Elegans) linear sind. Weil Nematoden ca. zylindrische Körper haben, zeigt diese Feststellung, dass Fadenwurm Körper Mechanik als zylindrische Schale unter Druck modelliert werden können. Wenig bekannt über die relative Bedeutung von hydrostatischem Druck und Schale Mechanik, jedoch. Wir zeigen, dass sich auflöste Druck nach Hautschere Punktion oder abnehmen durch Hyperosmotic Schock nur geringe Auswirkungen auf die Steifigkeit hat, während die Mängel in der Dpy-5 und Lon-2 Gene, die den Körper Form und Kutikula Proteine ändern, senken und erhöhen die Steifigkeit um 25 % und 50 %, beziehungsweise. Diese erste Analyse von C. Elegans Körper Mechanik vermuten Schale Mechanik dominiert Steifigkeit und ist ein erster Schritt zum Verständnis wie Körper Mechanik beeinflussen Fortbewegung und Sensorik zu erzwingen.

Sezieren Einer Schaltung Für Olfaktorische Verhalten in Caenorhabditis Elegans

Nature. Nov, 2007  |  Pubmed ID: 17972877

Obwohl viele Eigenschaften des Nervensystems Tiere und Systeme gemeinsam sind, ist nicht bekannt, ob unterschiedliche neuronale Schaltkreise gemeinsame Strategien verwenden, um Verhalten zu führen. Hier wir charakterisieren die Informationsverarbeitung von Caenorhabditis Elegans olfaktorischen Neuronen (AWC) und Interneuronen (AIB und AIY), die Nahrung und Geruch hervorgerufen Verhaltensweisen zu steuern. Mit Kalzium Bildgebung und Mutationen, die bestimmte neuronale Verbindungen beeinflussen, zeigen wir, dass die AWC Neuronen durch Geruchsbeseitigung aktiviert und die AIB Interneuronen durch AMPA-Typ Glutamat-Rezeptoren zu aktivieren. Die Höhe der Kalzium in AIB Interneuronen ist für einige Minuten nach Geruchsbeseitigung, einer neuronalen Korrelat der anhaltenden Verhaltensstörungen Antwort auf Geruch Rückzug erhöht. Das AWC-Neuron hemmt AIY Interneuronen durch Glutamat-Gating-Chlorid-Kanäle; Geruch Präsentation entlastet diese Hemmung und führt zu einer Aktivierung von AIY Interneuronen. Die entgegengesetzte Regulierung von AIY und AIB Interneuronen generiert ein abgestimmtes Verhalten. Informationsverarbeitung durch diese Schaltung ähnelt Informationsfluß von vertebrate Photorezeptoren auf 'OFF' bipolar und 'ON' bipolare Nervenzellen, die angibt, eine konservierte oder konvergente Strategie für sensorische Informationsverarbeitung.

Physiologie: Hält Sie Regelmäßig Mit Protonen

Nature. Mar, 2008  |  Pubmed ID: 18322516

Die Parallele Wurm-Tracker: Eine Plattform Zur Messung Der Durchschnittsgeschwindigkeit Und Arzneimittel-induzierter Lähmung Der Nematoden

PloS One. 2008  |  Pubmed ID: 18493300

Caenorhabditis Elegans Fortbewegung ist ein einfaches Verhalten, das verbreitet, genetische Komponenten Verhalten, synaptische Übertragung und Muskelfunktion zu zergliedern. Viele der Paradigmen, die geschaffen wurden, um die Studie von C. Elegans Fortbewegung basieren auf qualitative Experimentator Beobachtung. Hier berichten wir über die Umsetzung einer automatisierten Tracking-System entwickelt, um die Fortbewegung mehrere einzelne Würmer parallel zu quantifizieren.

MEC-2 Und MEC-6 in Den Caenorhabditis Elegans Sensorische Mechanotransduction Komplex: Hilfs-Untereinheiten, Die Channel-Aktivitäten Zu Ermöglichen

The Journal of General Physiology. Jun, 2008  |  Pubmed ID: 18504316

Die Ionenkanal bildete von den Homologen Proteine-Formularen MEC-4 und MEC-10 den Kern eines sensorischen Mechanotransduction-Kanals in Caenorhabditis Elegans. Obwohl die Produkte anderer Mec-Gene Key Player der Biophysik der Transduktion sind, ist der Mechanismus, mit dem sie dazu, die Eigenschaften des Kanals beitragen, unbekannt. Hier untersuchen wir die Rolle von zwei zusätzlichen Kanal-Untereinheiten, MEC-2 (Stomatin, hereditäre Form-ähnlich) und MEC-6 (Paraoxonase-ähnlich), indem sie mit konstitutiv aktive MEC-4/MEC-10 heteromeren Koexpression Kanäle in Xenopus Oocytes. Diese Arbeit erweitert früheren Arbeiten zeigen, dass MEC-2 und MEC-6 synergistisch makroskopischen Strom erhöhen. Wir verwenden ein-Kanal-Aufnahmen und Biochemie um zu zeigen, dass diese zusätzlichen Untereinheiten Funktion durch Erhöhung der Anzahl der Kanäle in einen aktiven Zustand nicht durch dramatisch in Einkanal-Eigenschaften oder Oberfläche Ausdruck verändern. Wir verwenden auch zwei-Elektroden-Spannung Klemme und außen-Out Macropatch aufzeichnen, um die Auswirkungen der bivalente kationen und Proteasen, bekannt Regler der Kanal Familienmitglieder zu untersuchen. Schließlich untersuchen wir die Rolle der Cholesterin-Bindung in MEC-2 Wirkungsmechanismus durch Messung der ganzen Zellen und Einkanal-Ströme in MEC-2 Mutanten einen Mangel an Cholesterin binden. Wir schlagen vor, dass MEC-2 und MEC-6 spielen wichtige Rollen in Modulation der lokalen Membran-Umgebung der MEC-4/MEC-10 Kanäle und die Verfügbarkeit dieser Kanäle zu gewaltsam in-vivo Gating werden.

Bidirektionale Temperaturmessung Durch Ein Einzelnes Thermosensory Neuron in C. Elegans

Nature Neuroscience. Aug, 2008  |  Pubmed ID: 18660808

Menschen und anderen Tieren spürt Temperaturschwankungen so klein wie 0,1 Grad C. Wie Tiere erreichen solche vorzügliche Empfindlichkeit ist oft nicht ganz verstanden. Durch Aufnahme von C. Elegans Thermosensory Neuronen AFD in-vivo fanden wir, dass die Kühlung wird geschlossen und die Erwärmung Ionenkanäle öffnet. Wir fanden, dass AFD Thermosensitivity, denen, die meisten biologischer Prozesse um mehrere Größenordnungen übersteigt, nicht-lineare Signalverstärkung erreicht wird. Mutationen in Genen Untereinheiten des ein cyclisches Guanosinmonophosphat (cGMP)-gated Ion Channel (Steuer-4 und Steuer-2) und Transmembran Guanylate bearbeitet (Gcy-8, Gcy-18 und Gcy-23) beseitigt beide Kühlung und Erwärmung-aktivierte Thermorezeptor Strömungen, der darauf hinweist, dass ein cGMP-vermittelte Weg Temperaturschwankungen zu Änderungen im Ionischen Strömungen Links. Die Ähnlichkeit von C. Elegans Thermosensation vertebrate Photosensation und die Sequenz Ähnlichkeit zwischen Steuer-4 und Steuer-2 Untereinheiten des Stab Signaltransduktion Kanal erhöhen die Möglichkeit, die durch Fadenwürmer Thermosensation und vertebrate Vision verknüpft sind konserviert Entwicklung.

Caenorhabditis Elegans EMAP-wie Protein, ELP-1 Ist Erforderlich Für Note Empfindung Und Ordnet Mikrotubuli Und Adhäsion-komplexe

BMC Developmental Biology. 2008  |  Pubmed ID: 19014691

Das Gründungsmitglied der EMAP-wie Protein-Familie ist das Echinoderm Microtubule-Associated Protein (EMAP), so genannte für seine Fülle Seeigel, Seesterne und Sanddollars Eier. Die EMAP-wie Proteinfamilie hat fünf Mitglieder bei Säugetieren (EML1 durch EML5) und die einzige in Drosophila (ELP-1) und C. Elegans (ELP-1). Biochemische Untersuchungen der Seeigel EMAP und vertebrate EMLs implizieren diese Proteine bei der Regulation des Microtubule-Stabilität. Bisher ist jedoch die physiologische Funktion dieser Protein-Familie unbekannt.

Thermotaxis Ist Ein Robuster Mechanismus Zur Thermoregulierung in Caenorhabditis Elegans Nematoden

The Journal of Neuroscience : the Official Journal of the Society for Neuroscience. Nov, 2008  |  Pubmed ID: 19020047

Viele biochemische Netzwerke sind robust, um Schwankungen der Netzwerk- oder Reiz-Parameter. Obwohl Robustheit eine wichtige Entwurfsprinzip solcher Netze gilt, ist nicht bekannt, ob dieses Prinzip auch auf höherer Ebene biologischer Prozesse wie tierisches Verhalten gilt. In Temperaturgradienten verwendet Caenorhabditis Elegans Thermotaxis, um seine Bewegung entlang der Richtung des Farbverlaufs beeinflussen. Hier entwickeln wir eine detaillierte, quantitative Karte von C. Elegans Thermotaxis und diese Daten verwenden, um ein Computermodell der Thermotaxis im Boden einer natürlichen Umgebung von C. Elegans abgeleitet werden. Diese computational Analyse zeigt, dass diese Thermotaxis ermöglicht Tiere Temperaturen zu vermeiden, an denen sie nicht reproduzieren können, Ausflüge ab ihre angepasste Temperatur begrenzen und bleiben relativ nah an der Oberfläche des Bodens, wo Sauerstoff ist reichlich vorhanden. Darüber hinaus zeigt unsere Analyse, dass dieser Mechanismus ist robust, um große Unterschiede in den Parametern, die für beide Wurm Fortbewegung und Temperaturschwankungen im Boden. Wir schlagen vor, dass ähnlich wie biochemische Netzwerke, Tiere entwickeln, Verhaltensstrategien, die robust sind, anstatt Strategien, die eine Feinabstimmung des spezifischen Verhaltens Parametern abhängig.

Der Erste Bericht über Aktionspotentiale in Einem Neuron C. Elegans Ist Verfrüht

Nature Neuroscience. Apr, 2009  |  Pubmed ID: 19322234

Die Suche Nach Aktionspotentiale in C. Elegans Neuronen Trifft Ein Plateau

Nature Neuroscience. Apr, 2009  |  Pubmed ID: 19322241

Die geringe Größe und hohe Beständigkeit von C. Elegans Neuronen macht sie empfindlich auf die zufällige Öffnung von einzelnen Ionenkanälen, wahrscheinlich Rendern Codes, die auf klassische, termingebundener Aktionspotentiale unausführbar basieren. Die jüngste Entdeckung in C. Elegans einer besonderen Klasse der regenerativen Ereignisse bekannt als Plateau Potenziale eröffnet die Möglichkeit digitale neuronalen Codes. Solche Codes würde lösen das Problem der Darstellung von Informationen im Nervensystem in denen Aktionspotentiale unzuverlässig sind.

SU-8 Kraft Sensorik Säule-Arrays Für Biologische Messungen

Lab on a Chip. May, 2009  |  Pubmed ID: 19417913

Die Erzeugung und die Empfindung der mechanischen Kraft spielt eine Rolle in vielen dynamischen biologischen Prozessen, einschließlich berühren Empfindung. Dieser Beitrag stellt eine zwei-Achsen-Mikro-DMS-Kraftsensor, der aus mehreren Schichten von SU-8 und Metall auf Quarzsubstraten gebaut. Der Sensor wurde entwickelt, um die Anforderungen für taktile Messempfindlichkeit und Interaktion Kräfte übte während der Fortbewegung von kleinen Organismen wie den Fadenwurm Caenorhabditis Elegans. Das Gerät ist transparent und kompatibel mit Lichtmikroskope, die verhaltensbasierte Versuche mit quantitativen Kraft Messungen kombiniert werden. Zum ersten Mal haben wir den Umfang der Interaktion Kräfte erzielte Wildtyp C. Elegans in Sondierung und reagieren auf ihre Umwelt während der Fortbewegung gekennzeichnet. Das Gerät Funktionen Sub-Mikron zwingen Auflösung von 1 Hz bis 1 kHz, > 25 Mikrobereich, kHz Erfassungsraten und Biokompatibilität.

Die Komplexe Dystrophin Steuert Bk Kanal Lokalisierung Und Muskel-Aktivität in Caenorhabditis Elegans

PLoS Genetics. Dec, 2009  |  Pubmed ID: 20019812

Genetische Defekte im Dystrophin-assoziierte Protein Komplex (DAPC) sind verantwortlich für eine Vielzahl von pathologischen Bedingungen einschließlich Muskeldystrophie, Kardiomyopathie und Vasospasmus. Konservierte DAPC Komponenten vom Menschen Caenorhabditis Elegans empfehlen eine ähnliche Molekulare Funktion. C. Elegans DAPC Mutanten weisen eine einzigartige lokomotorischen Defizit längerer Muskel Erregung und Kontraktion an. Hier zeigen wir, dass das C. Elegans DAPC ist wichtig für die korrekte Lokalisierung von SLO-1, der große Leitfähigkeit, Spannung- und Kalzium-abhängige (BK) Kaliumkanal, das einen großen nach außen Gleichrichterdiode Strom im Muskel unter den normalen physiologischen Zustand durchführt. Durch Analyse von Mutanten mit dem gleichen Phänotyp als DAPC Mutanten haben wir festgestellt, das neuartige Islo-1-Gen, das kodiert ein Protein mit zwei vorhergesagten Transmembran-Domänen. Wir demonstrieren ISLO-1 fungiert als ein neuartiges Adapter-Molekül, das die DAPC mit SLO-1 im Muskel verbindet. Wir zeigen, dass ein Defekt in der DAPC oder ISLO-1 unterbricht die normale SLO-1-Lokalisierung im Muskel. In Übereinstimmung mit den Beobachtungen, dass SLO-1 eine hohe Calcium-Konzentration für die vollständige Aktivierung erfordert, finden wir, dass in der Nähe von L-Typ-Kalzium-Kanäle im Muskel, SLO-1 und bieten somit einen Mechanismus Kupplung Kalzium Zustrom lokalisiert ist mit der nach außen zur Berichtigung der aktuellen. Unsere Ergebnisse zeigen, dass die DAPC Muskel-Erregbarkeit moduliert durch Lokalisierung des SLO-1-Kanals, der Kalzium-reiche Regionen von C. Elegans Muskel.

Neuropeptide Schlagen Zurück

Nature Neuroscience. May, 2010  |  Pubmed ID: 20421897

Läuft Heiß Und Kalt: Verhaltensstrategien, Neuronale Schaltkreise Und Der Molekularen Maschinerie Für Thermotaxis in C. Elegans Und Drosophila

Genes & Development. Nov, 2010  |  Pubmed ID: 21041406

Wie andere ektothermische hängen der Fadenwurm Caenorhabditis Elegans und der Fruchtfliege Drosophila Melanogaster Verhaltensstrategien, ihre Körpertemperatur zu stabilisieren. Beide Tiere verwenden spezielle sensorische Neuronen, um kleine Änderungen in der Temperatur zu erkennen und die Aktivität der diese Thermosensors regelt die neuronale Schaltkreise, dass Migration der Akkumulation bei bevorzugten Temperaturen. Trotz dieser Ähnlichkeiten unterscheiden sich die zugrunde liegenden molekularen, neuronalen und computational Mechanismen verantwortlich für Thermotaxis in diese Organismen. Hier, wir diskutieren über die Rolle der Thermosensation in der Entwicklung und Überleben von C. Elegans und Drosophila, und überprüfen Sie die Verhaltensstrategien, neuronale Schaltkreise und molekulare Netzwerke für Thermotaxis Verhalten verantwortlich.

Die Großen Alpha-Tubulin-K40-Acetyltransferase-alphaTAT1 Fördert Schnelle Ciliogenesis Und Effiziente Mechanosensation

Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. Dec, 2010  |  Pubmed ID: 21068373

Langlebige Mikrotubuli gefunden in Zilien Axonemes, neuronale Prozesse und Migration von Zellen sind gekennzeichnet durch α-Tubulin Acetylierung auf Lysin 40, eine Änderung, die in das Lumen des Microtubule stattfindet. Die physiologische Bedeutung des Microtubule Acetylierung bleibt. Hier erkennen wir ein BBSome-assoziierte Protein, dass wir αTAT1, mit einer hochspezifische α-Tubulin K40-Acetyltransferase-Aktivität und eine katalytische Vorliebe für Mikrotubuli über freie Tubulin nennen. In Säugetierzellen ist die katalytische Aktivität der αTAT1 notwendig und ausreichend für α-Tubulin K40 Acetylierung. Bemerkenswert ist, αTAT1 ist universell ausschließlich in ciliated Organismen konserviert und für die Acetylierung des axonemal Mikrotubuli und die normalen Kinetik der primären Zilie Assembly erforderlich ist. In Caenorhabditis Elegans Microtubule Acetylierung prominentesten in Berührung Rezeptor Neuronen (TRN) und MEC-17, ein homologes von αTAT1 und seine Paralog αTAT-2 für α-Tubulin Acetylierung und zwei verschiedene Arten der Note Empfindung erforderlich sind. Darüber hinaus kann bei Tieren fehlt MEC-17, αTAT-2, und die einzige C. Elegans K40α-Tubulin MEC-12, Note Empfindung durch Ausdruck von einem Acetyl-Mimic MEC-12 [K40Q] wiederhergestellt werden. Wir folgern, dass αTAT1 die Haupt- und möglicherweise der einzige α-Tubulin-K40-Acetyltransferase bei Säugern und Nematoden und dass Tubulin Acetylierung eine konservierte mehrere Microtubule-basierte Prozesse Rolle.

Hitze-Vermeidung Wird Durch Transienten Rezeptor Potenzielle (TRP) Kanäle Und Ein Neuropeptid Signalling Pathway in Caenorhabditis Elegans Geregelt

Genetics. May, 2011  |  Pubmed ID: 21368276

Die Fähigkeit schädliche Extreme von warmen und kalten vermeiden ist entscheidend für das Überleben und thermische Nociception hängt. Die TRPV-Teilmenge der transienten Rezeptor potenzielle (TRP) Kanäle ist Hitze aktiviert und vorgeschlagen für Hitze-Erkennung in Wirbeltiere und Fruchtfliegen verantwortlich. Um Einblick in die genetischen und neuronalen Grundlagen der thermischen Nociception, entwickelten wir Proben, die schädliche Hitze vermeiden in die Fadenwürmer der Fadenwurm Caenorhabditis Elegans zu quantifizieren und verwendet sie, um die genetische Grundlage für dieses Verhalten untersuchen. Erstens wir geschirmt Mutanten für 18 TRP-Kanal-Gene (einschließlich aller TRPV Orthologen) und fand nur geringfügige Mängeln in Hitze-Vermeidung in Einzel- und ausgewählten Einzel-Doppel- und Dreibettzimmer Mutanten, darauf hinweist, dass andere Gene beteiligt sind. Als nächstes verglichen wir zwei wilde Isolaten von C. Elegans, die weichen in ihrer Schwelle zur Vermeidung von Wärme und verknüpft diese phänotypische Variation zu einem Polymorphismus in der Neuropeptid-Rezeptor-Gen npr-1. Weitere Analyse ergab, dass Verlust der NPR-1-Rezeptor oder seinen Liganden, FLP-21, erhöht die Schwelle zur Vermeidung von Wärme. Zellspezifische Rettung von npr-1 bringt die Interneuron RMG in der Schaltung, die Regulierung der Hitze vermeiden. Dieses Neuropeptid, signalisieren, dass Weg unabhängig von der TRPV-Gene, die Osm-9 und die ocr-2 arbeitet, hatte seit Mutanten fehlt npr-1 und beide TRPV-Kanäle mehr schwere Mängel in Hitze-Vermeidung als Mutanten dem nur npr-1 oder Osm-9 und fehlte ocr-2. Unsere Ergebnisse zeigen, dass die Schwelle zur Vermeidung von Wärme in C. Elegans TRPV-Kanäle und die FLP-21/NPR-1 Neuropeptid Signalisierung Weg zu bestimmen.

Caenorhabditis Elegans Körper Mechanik Karosserie Wall Muskeltonus Geregelt

Biophysical Journal. Apr, 2011  |  Pubmed ID: 21504734

Body Mechanik in die Fadenwürmer der Fadenwurm Caenorhabditis Elegans sind zentrale Mechanosensation und Fortbewegung. Bisherige Arbeit ergab, dass die Mechanik der Außenhülle, sondern als interne hydrostatischen Druck, Steifigkeit dominiert. Diese Schale umfasst die Kutikula und der Körper Wand Muskeln, die zu den Körper-Mechanik beitragen könnte. Hier, wir testeten die Hypothese, dass die Muskeln ein wichtiger Wirtschaftsfaktor sind durch Modulation Muskel Ton Optogenetic und pharmakologische Werkzeuge verwenden und tierische Steifigkeit mit Piezoresistive Microcantilevers messen. Stellvertretend für Muskeltonus gemessen wir tierische Längenänderungen unter die gleichen Behandlungen. Wir fanden, dass Behandlungen, die Muskelkontraktion im Allgemeinen zu induzieren im Körper verkürzen und Steifwerden geführt. Umgekehrt Methoden um die Muskeln zu entspannen, bescheidener vergrößerte und verringerte Steifigkeit. Die Ergebnisse unterstützen die Idee, der Karosserie Wall Muskelaktivierung deutlich zu beiträgt und C. Elegans Körper Mechanik modulieren können. Modulation der Körper Steifigkeit könnten Nematoden Fortbewegung oder Schwimmen Gangarten zu optimieren und möglicherweise Auswirkungen hat in Berührung-Sensation.

Piezoresistive Freischwinger Kraft Klemm-System

The Review of Scientific Instruments. Apr, 2011  |  Pubmed ID: 21529009

Präsentieren wir Ihnen ein Microelectromechanical Gerät-basiertes Tool, nämlich ein Kraft-Klemm-System, das legt oder "Klemmen" der skalierten erzwingen und können anwenden designed laden profile (z. B. Konstante, sinusförmige) einer gewünschten Größenordnung. Das System implementiert ein Piezoresistiver Träger als ein Kraftsensor und das integrierte kapazitiver Sensor von einem piezoelektrischen Antrieb als ein Wegsensor, so dass Beispiel Eindrucktiefe aus Kraft- und Wegsensoren Signale direkt berechnet werden kann. Ein programmierbarer Echtzeit-Controller bei 100kHz Rückmeldungen berechnet die treibende Spannung des Betätigers. Das System verfügt über zwei verschiedene Modi: ein Kraft-Schnellspanner-Modus, der steuert die Betätigungskraft ein Beispiel und ein Klemm-Verschiebung-Modus, der den beweglichen Abstand des Betätigers steuert. Wir zeigen, dass das System verfügt über einen großen Dynamikbereich (Sub-nN bis zu Zehntausenden von μN Gewalt) und nm bis zu Zehntausenden μm Verschiebung in Luft und Wasser und ausgezeichnete Dynamik (schnelle Reaktionszeit, < 2 ms und der großen Bandbreite, 1 Hz bis 1 kHz). Darüber hinaus wurde das System speziell mit anderen Instrumenten wie ein Mikroskop mit Patch-Clamp-Elektronik integriert werden. Wir demonstrieren die Fähigkeiten des Systems mithilfe es die Steifigkeit und die Sensibilität der elektrostatischen Aktuator kalibrieren und messen die Mechanik eines lebendigen, Caenorhabditis Elegans Fadenwürmer frei zu bewegen.

Das DEG/ENaC-Protein MEC-10 Regelt Den Transduktion Kanal Komplex in Caenorhabditis Elegans Note Rezeptor Neuronen

The Journal of Neuroscience : the Official Journal of the Society for Neuroscience. Aug, 2011  |  Pubmed ID: 21880930

Sanfte Berührung Empfindung in Caenorhabditis Elegans ist durch die MEC-4/MEC-10-Kanal-Komplex, vermittelt, die ausschließlich in sechs Note Rezeptor Neuronen (TRN) ausgedrückt wird. Der Komplex enthält zwei Pore-forming Untereinheiten, MEC-4 und MEC-10, sowie die Zubehör-Untereinheiten MEC-2, MEC-6 und UNC-24. MEC-4 ist wesentlich für die Kanal-Funktion, aber jenseits ihrer Rolle als eine Pore-forming-Untereinheit, der funktionale Beitrag der MEC-10 auf den Kanal, die komplexe und Empfindung zu berühren ist unklar. Wir wandten dieser Frage, die mit Verhaltens-Assays, in-vivo elektrophysiologische Aufnahmen von TRNs und heterologe Expression von Mutant MEC-10-Isoformen. Tiere mit einer Löschung in Mec-10 zeigte nur einen teilweisen Verlust der Note Empfindlichkeit und eine bescheidene Verringerung die Größe der aktuellen Mechanorezeptor (MRC). Im Gegensatz dazu identifiziert fünf zuvor Mec-10 Allele fungierte als rezessiven Gain of Function-Allele, die komplette Note Unempfindlichkeit geführt haben. Jede dieser Allele produziert einen erheblichen Rückgang der MRC-Größe und eine Verschiebung in der Umkehrung Potenzial in-vivo. Die letztere Feststellung zeigt, dass diese Mutationen Mec-10 die ionische Selektivität des in-vivo Transduktion Kanals ändern. Alle Mec-10 mutierte Tiere hatte richtig lokalisiert Kanal-komplexe, die darauf hinweist, dass der Verlust des MRCs nicht auf eine dramatische Mislocalization Transduktion Kanäle zurückzuführen war. Elektrophysiologische Untersuchung der heterologously exprimierten komplexe zufolge schließlich mutant MEC-10 Proteine Kanal über MEC-2 aktuelle auswirken können.

DEG/ENaC Aber Nicht TRP-Kanäle Sind Die Großen Mechanoelectrical Transduktion Kanäle in Ein Nozizeptor C. Elegans

Neuron. Sep, 2011  |  Pubmed ID: 21903078

Viele Nozizeptoren mechanische Signale zu erkennen, aber die Ionenkanäle verantwortlich für Mechanotransduction in diesen sensorischen Neuronen bleiben dunkel. Mit in-vivo-Aufnahmen und die Genetik, wir das DEG/ENaC-Protein, DEG-1 identifiziert, als die großen Mechanotransduction Kanal in Asche, ein Nozizeptor Polymodal in Caenorhabditis Elegans. DEG-1 ist aber nicht der einzige Mechanotransduction-Kanal in ASH: Verlust der deg-1 ergab eine geringfügige aktuelle deren Eigenschaften unterscheiden sich von den erwarteten DEG/ENaC-Kanäle. Diese Strömung wurde unabhängig von zwei TRPV-Kanäle, ausgedrückt in Asche. Obwohl der Verlust dieser TRPV-Kanäle Verhaltens Antworten auf schädliche Reize hemmt, fanden wir, dass Mechanorezeptor Strömungen und Potentiale im wesentlichen Wildtyp in TRPV-Mutanten wurden. Wir schlagen vor, dass zwei genetisch unterschiedliche Mechanotransduction Kanäle ASH Nozizeptoren abhängig und TRPV Kanäle tragen zur Codierung und Übertragung von Informationen. Da Säugetier- und Insekt Nozizeptoren auch DEG/ENaCs und TRPVs coexpress, können die Zellfunktionen erarbeitet hier für diese Ionenkanäle konserviert werden.

Interagieren Alternativ Gespleißte Domänen, Um BK Kalium Kanal Anspritzung Regulieren

Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. Dec, 2011  |  Pubmed ID: 22049343

Die meisten menschlichen Gene enthalten mehrere alternative Splice-Sites, die geglaubt, um die Komplexität und Vielfalt des Proteome erweitern. Jedoch ist wenig bekannt über, wie die Interaktionen zwischen alternativer Exons Proteinfunktion regulieren. Wir nutzten Caenorhabditis Elegans Slo-1 große Leitwert Calcium und Spannung aktivierte Kalium (BK)-Kanal-gen, enthält drei Alternative Spleißen Websites (A, B und C) codiert und mindestens 12 Spleiß-Varianten, um die funktionellen Folgen von alternatives Spleißen zu untersuchen. Diese Arkane Websites aktivieren die Einfügung des Exons Codierung Teil des Reglers von K(+) Leitwert (RCK) 1 Ca(2+)-Koordination-Domäne (Exon A1 und A2) und Teile des RCK1-RCK2 Linker (Exon B0, B1, B2, C0 und C1). Exon-A1 und A2 sind in gewissem Sinne gegenseitig verwendet und sind 67 % identisch. Die anderen Exons können von bis zu 41 Rückstände den RCK1-RCK2-Linker erweitern. Alle Isoformen elektrophysiologische Aufnahmen zeigen, dass die A1 und A2 Exons zu, Aktivierung Kinetik und Ca(2+) Empfindlichkeit regulieren, aber nur, wenn alternative Exons sind am Standort B oder C eingefügt. So RCK1 interagiert mit dem RCK1-RCK2-Linker, und die Wirkung von Exon Variation Anspritzung hängt von der Kombination des alternativen Exons in jedes Isoform vorhanden.

Intragenic Alternative Spleißen Koordination Unbedingt Caenorhabditis Elegans Slo-1 Genfunktion

Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. Dec, 2011  |  Pubmed ID: 22084100

Alternatives Spleißen ist entscheidend für die Diversifizierung der eukaryotischen Proteome, aber die Regeln, die EZB und die Koordination der Spleißen Veranstaltungen unter mehreren Alternativen Spleiß-Standorten innerhalb einzelner Gene sind nicht gut verstanden. Wir entwickelt eine quantitative PCR-basierte Strategie zur Quantifizierung der Ausdruck der 12 Abschriften, die durch den Fadenwurm Caenorhabditis Elegans Slo-1-Gen kodiert, enthält drei alternative Splice-Sites. Bedingte Wahrscheinlichkeit basierende Modelle verwenden, zeigen wir, dass Spleißen Veranstaltungen über diese Standorte hinweg koordiniert werden. Darüber hinaus identifizieren wir eine Punktmutation in einem Intron grenzte an einen alternativen Spleiß-Platz, das alternative Spleißen an allen drei Standorten stört. Diese Mutation führt zu abweichenden synaptischen Übertragung an der neuromuskulären Synapse. In einer genomischen Umfrage fanden wir, dass ein UAAAUC Element durch diese Mutation gestört in Introns flankierenden alternativer Exons in Genen mit mehreren Alternativen Splice Sites bereichert wird. Diese Ergebnisse belegen, dass die wirksame Koordinierung intragenic alternatives Spleißen ist essentiell für die normale Physiologie der Slo-1 in-vivo und vermeintliche spezialisierte Cis-regulatorische Elementen, die die Koordinierung der intragenic alternatives Spleißen Regeln zu identifizieren.

Elektrophysiologische Methoden Für Caenorhabditis Elegans Neurobiologie

Methods in Cell Biology. 2012  |  Pubmed ID: 22226532

Patch-Clamp-Elektrophysiologie ist eine Technik der Wahl für die biophysikalischen Analyse der Funktion von Nerven, Muskeln und Synapse in Caenorhabditis Elegans Nematoden. Erhebliche technische Fortschritte erzielt worden in den zehn Jahren seit der Erstveröffentlichung dieser Technik in C. Elegans Elektrophysiologie. Heute können die meisten, wenn nicht alle, elektrophysiologische Untersuchungen, die in größeren Tier Vorbereitungen getan werden können auch in C. Elegans erfolgen. Dieses Kapitel enthält zwei Hauptziele. Die erste besteht darin, die viele Techniken für Patch-Clamp-Analyse von Nervenzellen, Muskeln, einem breiten Publikum zu präsentieren und Synapsen in C. Elegans. Die zweite ist eine methodische Einführung in die Techniken für Patch spannen C. Elegans Neuronen und Karosserie-Wall Muskeln in-vivo, einschließlich neue Methoden zur Optogenetic Stimulation gepaart mit postsynaptisches Aufnahme. Wir präsentieren auch Proben von der Zellen systeminternen und postsynaptisches Ionischen Strömungen, die in C. Elegans Nerven und Muskeln gemessen werden können.