Summary

Evitare osmotica Caenorhabditis elegans: Funzione sinaptica di due geni, ortologhi di Human NRXN1 E NLGN1, Come candidati per l'autismo

Published: December 11, 2009
doi:

Summary

Neurexins e neuroligins sono membrane dei neuroni proteine ​​di adesione che svolgono ruoli essenziali nella differenziazione e la trasmissione sinaptica. Neuroligin mutanti carenti di<em> C. elegans</em> Sono difettosi nel rilevare la forza osmotica, ma quando contengono anche una mutazione nel gene che codifica neurexin, si riprendono il fenotipo wild type.

Abstract

Neurexins e neuroligins sono molecole di adesione delle cellule presenti nelle sinapsi eccitatorie e inibitorie, e sono tenuti per un corretto funzionamento della rete neuronale 1. Queste proteine ​​si trovano al membrane presinaptico e postsinaptico 2. Studi condotti su topi indicano che neurexins e neurologins hanno un ruolo essenziale nella trasmissione sinaptica 1. Recenti studi hanno dimostrato che le connessioni neuronali alterate nel corso dello sviluppo del sistema nervoso umano potrebbe costituire la base della eziologia di numerosi casi di disturbi dello spettro autistico 3.

Caenorhabditis elegans potrebbe essere utilizzato come uno strumento sperimentale per facilitare lo studio del funzionamento dei componenti sinaptica, per la sua semplicità per la sperimentazione di laboratorio, e dato che il suo sistema nervoso e il cablaggio sinaptica è stato pienamente caratterizzato. In C. Elegans NRX-1 e NLG-1 geni ortologhi di uomo e NRXN1 NLGN1 geni che codificano neurexin-alfa-1-1 e neuroligin proteine, rispettivamente. Negli esseri umani e nematodi, l'organizzazione di neurexins e neuroligins è simile rispetto a domini funzionali.

Il capo del nematode contiene il amphid, un organo sensoriale del nematode, che media le risposte a stimoli diversi, tra cui la forza osmotica. Il amphid è composto da 12 neuroni bipolari con dendriti sensoriali ciliate e un assone terminale presinaptico 4. Due di questi neuroni, chiamato ASHR e ASHL sono particolarmente importanti in osmotica funzione sensoriale, rilevando idrosolubili repellenti con elevata resistenza osmotica 5. I dendriti di queste due neuroni allungare fino alla punta della bocca e gli assoni estendere all'anello nervose, dove effettuare i collegamenti sinaptici con altri neuroni determinare la risposta comportamentale 6.

Per valutare le implicazioni di neurexin e neuroligin in alto evitamento forza osmotica, ci mostrano la diversa risposta di C. elegans mutanti difettosi in NRX-1 e NLG-1 geni, usando un metodo basato su un anello di fruttosio 4M 7. I fenotipi comportamentali sono stati confermati utilizzando specifici cloni RNAi 8. In C. elegans, il dsRNA necessaria per attivare RNAi può essere somministrato per alimentazione 9. La consegna dei dsRNA attraverso il cibo induce l'interferenza di RNAi del gene di interesse permettendo così l'identificazione di componenti genetiche e percorsi di rete.

Protocol

1: test di evitamento osmotica. Circa 16-24 ore prima del test, raccogliere L4 animali stadio larvale di ciascun genotipo per un piatto fresco NGM contenente OP50 E. coli che andincubate a 20 ° C. Il giorno dopo inizia l'esperimento con i giovani adulti. Si consiglia di effettuare il test "alla cieca". Le piastre con ogni sforzo per essere analizzati devono essere rietichettate da uno sperimentatore secondo, eseguendo il test con le piastre rietichettati che sarebbe stato sma…

Discussion

Neurexins e neuroligins svolgono ruoli fondamentali nella trasmissione sinaptica 11 e la differenziazione delle connessioni sinaptiche 12. Entrambe le molecole sono stati identificati come geni candidati per l'autismo 13,14.

In questo video vi mostriamo un metodo semplice che ci permette di studiare l'effetto di geni che influenzano la risposta osmotica evitare in C. elegans. Neuroligin mutanti carenti sono difettosi nel rilevare la forza osm…

Acknowledgements

Vorremmo ringraziare il dottor Antonio Miranda-Vizuete per il suo prezioso aiuto. Ci piace anche esprimere la nostra gratitudine a Salma Boulayoune e Isabel Caballero per una valida assistenza tecnica. Questo lavoro è stato finanziato da una sovvenzione della Junta de Andalucía (BIO-272). Questa ricerca è stata effettuata in accordo con le leggi vigenti che disciplinano la sperimentazione genetica in Europa.

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

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Cite This Article
Calahorro, F., Alejandre, E., Ruiz-Rubio, M. Osmotic Avoidance in Caenorhabditis elegans: Synaptic Function of Two Genes, Orthologues of Human NRXN1 and NLGN1, as Candidates for Autism. J. Vis. Exp. (34), e1616, doi:10.3791/1616 (2009).

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