Evitar osmótica en Caenorhabditis elegans: La función sináptica de dos genes, Orthologues de los Derechos Humanos NRXN1 Y NLGN1, Como candidatos para el autismo
Summary
Neurexinas y neuroliginos son las neuronas de membrana las proteínas de adhesión que realizan funciones esenciales en la diferenciación sináptica y la transmisión. Neuroligina mutantes deficientes de<em> C. elegans</em> Son defectuosos en la detección de la fuerza osmótica, pero cuando, además, contienen una mutación en el gen que codifica neurexin, recuperan el fenotipo de tipo salvaje.
Abstract
Neurexinas y neuroliginos son moléculas de adhesión celular presentes en las sinapsis excitadoras e inhibidoras, y que son necesarios para el correcto funcionamiento de la red neuronal 1. Estas proteínas se encuentran en las membranas presináptica y postsináptica 2. Los estudios en ratones indican que neurexinas y neurologins tienen un papel esencial en la transmisión sináptica 1. Los informes recientes han demostrado que las alteraciones en las conexiones neuronales durante el desarrollo del sistema nervioso humano puede constituir la base de la etiología de numerosos casos de trastornos del espectro autista 3.
Caenorhabditis elegans puede ser utilizado como una herramienta experimental para facilitar el estudio del funcionamiento de los componentes sinápticos, debido a su simplicidad para la experimentación de laboratorio, y dado que su sistema nervioso y el cableado sináptica se ha caracterizado completamente. En C. Elegans NRX-1 y florines-1 genes son ortólogos humanos de NRXN1 y NLGN1 genes que codifican la alfa-neurexin-1 y neuroligin-1 proteínas, respectivamente. En los seres humanos y los nematodos, la organización de neurexinas y neuroliginos es similar en lo que respecta a los dominios funcionales.
El jefe del nematodo contiene el amphid, un órgano sensorial de los nematodos, que media las respuestas a diferentes estímulos, incluyendo la fuerza osmótica. El amphid consta de 12 neuronas sensoriales bipolares con dendritas ciliadas y un axón terminal presináptica 4. Dos de estas neuronas, llamada Ashr y ASHL son particularmente importantes en la función sensorial osmótica, detectar soluble en agua, repelentes con una alta resistencia osmótica 5. Las dendritas de estas dos neuronas alargar hasta el extremo de la boca y los axones se extienden hasta el anillo nervioso, donde hacen conexiones sinápticas con otras neuronas para determinar la respuesta de comportamiento 6.
Para evaluar las implicaciones de neurexin neuroligin y en la evitación de alta resistencia osmótica, se muestra la diferente respuesta de C. elegans mutantes defectuosos en NRX-1 y florines-1 genes, utilizando un método basado en un anillo de fructosa 4M 7. Los fenotipos de comportamiento se confirmaron mediante clones específicos de RNAi 8. En C. elegans, el dsRNA necesaria para activar el ARNi puede ser administrado por la alimentación de 9. La entrega de dsRNA a través de los alimentos provoca la interferencia del RNAi el gen de interés lo que permite la identificación de los componentes genéticos y las vías de la red.
Protocol
Discussion
Neurexinas neuroliginos y realizar un papel esencial en la transmisión sináptica 11 y diferenciación de las conexiones sinápticas 12. Ambas moléculas han sido identificados como genes candidatos para el autismo 13,14.
En este video se muestra un método simple que nos permite estudiar el efecto de los genes que afectan la respuesta de evitación osmótica en C. elegans. Mutantes deficientes neuroligina son defectuosos en la detección de la fuer…
Acknowledgements
Nos gustaría que el Dr. Antonio Miranda-Vizuete gracias por su valiosa ayuda. También queremos expresar nuestro agradecimiento a Salma Boulayoune y Caballero de Isabel valiosa asistencia técnica. Este trabajo fue financiado por una subvención de la Junta de Andalucía (BIO-272). Esta investigación se ha llevado a cabo de acuerdo con las leyes vigentes que rigen la experimentación genética en 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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