مقالة منهجية
* These authors contributed equally
يطور البروتوكول نموذج ثلاثي الأبعاد (3D) لشريحة تشعبية مع العمود الفقري المتجّن لنمسم اللدونة المتشابكة. شبكة شيدت يمكن استخدامها لنم نمسترات حسابية من AMPA مستقبلات الاتجار في اللدونة متشابك على المدى الطويل باستخدام برنامج خلاط مع CellBlender و MCell.
النمذجة الحاسوبية لنشر ورد فعل الأنواع الكيميائية في هندسة ثلاثية الأبعاد (3D) هو وسيلة أساسية لفهم آليات اللدونة متشابك في العمود الفقري التشعب. في هذا البروتوكول ، يتم تصميم بنية 3D مفصلة من التشعبات والعمود الفقري التشعب مع شبكات على برنامج خلاط مع CellBlender. يتم تعريف المناطق متشابك و extrasynaptic على شبكة. بعد ذلك ، يتم تعريف مستقبلات متشابك وجزيئات المرساة متشابك مع ثوابت انتشارها. وأخيرا، يتم تضمين التفاعلات الكيميائية بين مستقبلات متشابك والمراسي متشابك ويتم حل النموذج الحسابي رقميا مع MCell البرمجيات. تصف هذه الطريقة المسار الزماني الزقتي لكل جزيء في بنية هندسية ثلاثية الأبعاد. وهكذا ، فمن المفيد جدا لدراسة الاتجار بمستقبلات متشابك داخل وخارج العمود الفقري المتججر أثناء حدوث اللدونة متشابك. ومن القيود المفروضة على هذه الطريقة أن ارتفاع عدد الجزيئات يبطئ سرعة المحاكاة. النمذجة من الأشواك المتجهّد مع هذا الأسلوب يسمح لدراسة التقوية homosynaptic والاكتئاب داخل العمود الفقري واحد واللدونة غير المتغايرة بين العمود الفقري المتسخة الجار.
وقد ارتبطت اللدونة متشابك مع التعلم والذاكرة1. ترتبط اللدونة متشابك، مثل التقوية طويلة الأجل (LTP) والاكتئاب على المدى الطويل (LTD)، على التوالي مع إدراج وإزالة مستقبلات AMPA (AMPA) داخل وخارج الغشاء متشابك2. تقع نقاط الاشتباك العصبي AMPAR على رأس هياكل حجم صغير يسمى العمود الفقري التشعب3. يحتوي كل عمود فقري على منطقة كثيفة البروتين في الغشاء ما بعد المينابك يسمى الكثافة ما بعد المينابك (PSD). البروتينات مرساة في PSD فخ AMPARs في المنطقة متشابك. هناك عدد قليل من نسخ من AMPARs داخل المشبك واحد والاتجار ورد فعل AMPARs مع الأنواع الأخرى في العمود الفقري التشعب هو عملية عشوائية2
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
ملاحظة: الرجاء مراجعة الملف التكميلي 1 للحصول على مسرد المصطلحات المستخدمة في هذا البروتوكول.
1. تثبيت خلاط، CellBlender، و MCell
ملاحظة: يتطلب هذا البروتوكول تثبيت الخلية و Blender و خلاط الخلية.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
هذه النتائج توفر الخطوات لبناء شبكة 3D التي تحاكي العمود الفقري التشعب مع الرأس العمود الفقري والعنق(الشكل 1 إلى الشكل 4). وبالإضافة إلى ذلك، يمكن إدراج العمود الفقري متعددة التشعب في جزء واحد التشعب(الشكل 5) لدراسة اللدونة غير المغايرة من AMPARs14. إن PSD على قمة رأس العمود الفقري (الشكل 6) هو المكان الذي ترتبط فيه المراسي المتشابكة بـ AMPARs وتحاصرهم مؤقتًا في المشبك (
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
تقدم هذه المقالة طريقة لبناء شبكات ثلاثية الأبعاد لـ نمسترات عمليات اللدونة المتشابكة في جزء من التشعب مع العمود الفقري المتجّن. النموذج المطور يحتوي على قطعة التشعب مع عدد قليل من الأشواك التشعب. انتشار الجانبي ورد فعل AMPARs مع المراسي متشابك تسمح محاكاة الديناميات القاعدية. الخطوات الحاسمة في البروتوكول هي قطع المجال لإنشاء الجزء العلوي من رأس العمود الفقري (الشكل 1, الشكل 2, الشكل 3) ، البثق لإنشاء الرقبة العمود الفقري (
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
ويعلن أصحاب البلاغ أنهما لا يملكان مصالح مالية متنافسة.
وقد تم دعم هذا العمل جزئياً من خلال منحة مؤسسة ساو باولو للعلوم (FAPESP) #2015/50122-0 و IRTG-GRTK 1740/2، ومنحة IBM/FAPESP #2016/18825-4، ومنحة FAPESP #2018/06504-4.
....الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| مؤسسة | خلاط | خلاط https://www.blender.org/ | |
| CellBlender | ، جامعة بيتسبرغ | https://mcell.org/ | |
| Mcell | ، جامعة بيتسبرغ | https://mcell.org/ |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
طلب إذن لإعادة استخدام النص أو الأشكال في مقالة JoVE هذه
طلب إذن