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