הימנעות אוסמוטי ב Caenorhabditis elegans: Synaptic פונקציה של שני גנים, Orthologues של האדם NRXN1 ו NLGN1, כמו מועמדים אוטיזם
Summary
Neurexins ו neuroligins הם קרום תא עצב הידבקות חלבונים אשר מבצעים תפקידים חיוניים בידול הילוכים הסינפטי ו. Neuroligin מוטנטים לקוי של<em> ג elegans</em> פגומים באיתור כוח אוסמוטי, אך כאשר הם גם מכילים מוטציה בגן המקודד neurexin, הם לשחזר את הפנוטיפ סוג בר.
Abstract
Neurexins ו neuroligins הם מולקולות הדבקה תא נוכח סינפסות מעוררות ו מעכבות, והם נדרשים לתפקוד נוירון לתקן רשת 1. חלבונים אלו נמצאים על ממברנות presynaptic ו postsynaptic 2. מחקרים בעכברים מעידים כי neurexins ו neurologins יש תפקיד חיוני בשידור סינפטי 1. דיווחים אחרונים הראו כי קשרים עצביים שינו במהלך הפיתוח של מערכת העצבים האנושית, להוות בסיס האטיולוגיה של מקרים רבים של ספקטרום האוטיזם 3.
Caenorhabditis elegans יכולה לשמש ככלי ניסיוני כדי להקל על לימוד של תפקוד של רכיבים סינפטיים, בגלל פשטותה ניסויים במעבדה, וכן בהתחשב בכך שמערכת העצבים שלו החיווט הסינפטי התאפיינה באופן מלא. ב-C. Elegans nrx-1 ו-1 NLG גנים orthologous כדי NRXN1 ו NLGN1 הגנים האנושיים המקודדים אלפא neurexin-1 ו-1 neuroligin חלבונים, בהתאמה. בבני אדם נמטודות, ארגון neurexins ו neuroligins דומה מבחינה לתחומים פונקציונליים.
ראש נמטודות מכיל את amphid, איבר חושי של נמטודות, אשר מתווכת לתגובות לגירויים שונים, כולל כוח אוסמוטי. Amphid עשוי 12 נוירונים דו קוטבית חושית עם דנדריטים ריסי אחד האקסון מסוף presynaptic 4. שניים מהם נוירונים, בשם ASHR ו ASHL חשובים במיוחד התפקוד החושי האוסמוטי, גילוי מסיסים במים דוחי עם כוח אוסמוטי גבוה 5. דנדריטים של שני נוירונים להאריך לקצה הפה האקסונים להאריך לזירה עצב, שם הם יוצרים קשרים סינפטיים עם נוירונים אחרים לקבוע את התגובה ההתנהגותית 6.
כדי להעריך את ההשלכות של neurexin ו neuroligin ב והימנעות גבוה כוח אוסמוטי, אנו מראים את התגובה שונים של C. elegans מוטנטים פגום nrx-1 ו-1 NLG גנים, באמצעות שיטה המבוססת על טבעת פרוקטוז 4M 7. פנוטיפים התנהגותיים אושרו באמצעות שיבוטים RNAi ספציפיות 8. ב ג elegans, dsRNA הנדרש להפעלת RNAi יכול להיות מנוהל על ידי האכלה 9. מסירת dsRNA דרך מזון גורם הפרעה RNAi של הגן של עניין ובכך מאפשר זיהוי של רכיבים גנטיים מסלולים הרשת.
Protocol
Discussion
Neurexins ו neuroligins לבצע תפקידים חיוניים הילוכים הסינפטי 11 והבחנה של קשרים סינפטיים 12. מולקולות הן זוהו גנים מועמדים לאוטיזם 13,14.
בסרט זה אנו מציגים שיטה פשוטה המאפשרת לנו לחקור את ההשפעה של גנים המשפיעים על תגובת הימ?…
Acknowledgements
ברצוננו תודה ד"ר אנטוניו מירנדה-Vizuete לעזרה יקר שלו. כמו כן, אנו רוצים להביע את הכרת התודה שלנו סלמה Boulayoune ואיזבל Caballero לקבלת סיוע טכני רב ערך. עבודה זו מומנה על ידי מענק מטעם Junta de אנדלוסיה (BIO-272). מחקר זה בוצע בהסכמה עם החוקים השולטים כיום ניסויים גנטיים באירופה.
Materials
Table 1. C. elegans strains.
| Strain | Gene | Allele | Source |
| Bristol N2 | – | – | aCGC |
| VC228 | nlg-1 | ok259 | CGC |
| FX00474 | nlg-1 | tm474 | bNBP-JAPAN |
| VC1416 | nrx-1 | ok1649 | CGC |
| FX1961 | nrx-1 | tm1961 | NBP-JAPAN |
| NL2099 | rrf-3 | pk1436 | CGC |
| CRR21 | nrx-1; nlg-1 | ok1649; ok259 | This work |
| CRR22 | nrx-1; nlg-1 | tm1961;ok259 | This work |
a. Caenorhabditis Genetic Center, University of Minnesota, USA.
b. National Bioresource Project for the Experimental Animal “Nematode C. elegans“. Tokyo Women’s Medical University, Japan.
References
- Sudhof, T. C. . Nature. 455 (7215), 903-903 (2008).
- Fabrichny, I. P., Leone, P., Sulzenbacher, G. . Neuron. 56 (6), 979-979 (2007).
- Garber, K. . Science. 317 (5835), 190-190 (2007).
- Wang, K., Zhang, H., Ma, D. . Nature. 459 (7246), 528-528 (2009).
- Ward, S., Thomson, N., White, J. G. . The Journal of comparative neurology. 160 (3), 313-313 (1975).
- Bargmann, C. I., Thomas, J. H., Horvitz, H. R. Cold Spring Harbor symposia on quantitative biology. 55, 529-529 (1990).
- White, J. G., Southgate, E., Thomsom, J. N., Brenner, S. . Philos. Trans. R. Soc. Lond. B Biol. Sci. 314, 1-1 (1986).
- Culotti, J. G., Russell, R. L. . Genetics. 90 (2), 243-243 (1978).
- Fire, A., Xu, S., Montgomery, M. K. . Nature. 391 (6669), 806-806 (1998).
- Timmons, L., Fire, A. . Nature. 395 (6705), 854-854 (1998).
- Simmer, F., Tijsterman, M., Parrish, S., Koushika, S. P., Nonet, M. L., Fire, A., Ahringer, J., Plasterk, R. H. . Curr Biol. 12, 1317-1317 (2002).
- Missler, M., Zhang, W., Rohlmann, A. . Nature. 423 (6943), 939-939 (2003).
- Varoqueaux, F., Aramuni, G., Rawson, R. L. . Neuron. 51 (6), 741-741 (2006).
- Graf, E. R., Zhang, X., Jin, S. X., Scheiffele, P., Fan, J., Choih, J. . Cell. 119 (7), 1013-1013 (2004).
- Scheiffele, P., Fan, J., Choih, J. . Cell. 101 (6), 657-657 (2000).
- Jamain, S., Quach, H., Betancur, C. . Nature genetics. 34 (1), 27-27 (2003).
- Szatmari, P., Paterson, A. D., Zwaigenbaum , L. . Nature genetics. 39 (3), 319-319 (2007).
