Osmotische Vermijden in Caenorhabditis elegans: Synaptic Functie van twee genen, orthologen van de Mens NRXN1 En NLGN1, Als kandidaten voor Autisme
Summary
Neurexins en neuroligins zijn membraan-neuron hechting eiwitten die een essentiële rol in synaptische differentiatie en transmissie uit te voeren. Neuroligin gebrekkige mutanten van<em> C. elegans</em> Defect zijn in het opsporen van osmotische kracht, maar wanneer ze ook een mutatie in het gen dat codeert neurexin bevatten, innen zij de wild type fenotype.
Abstract
Neurexins en neuroligins zijn cel adhesie moleculen in exciterende en inhiberende synapsen, en ze zijn verplicht voor een correcte neuron netwerkfunctie 1. Deze eiwitten zijn te vinden op de presynaptische en postsynaptische membranen 2. Studies in muizen wijzen erop dat neurexins en neurologins een essentiële rol in synaptische transmissie 1 hebben. Recente rapporten hebben aangetoond dat een veranderde neuronale verbindingen tijdens de ontwikkeling van het menselijk zenuwstelsel kan de basis van het ontstaan van een groot aantal gevallen van autisme spectrum stoornissen drie vormen.
Caenorhabditis elegans kan worden gebruikt als een experimenteel instrument om de studie van het functioneren van synaptische onderdelen daarvan te bevorderen, vanwege zijn eenvoud voor laboratorium experimenten, en gezien het feit dat het zenuwstelsel en de synaptische bedrading volledig is gekarakteriseerd. In C. Elegans NRX-1 en nlg-1 genen orthologe voor de menselijke NRXN1 en NLGN1 genen die coderen voor alfa-neurexin-1 en neuroligin-1 eiwitten, respectievelijk. Bij mensen en nematoden, de organisatie van neurexins en neuroligins is vergelijkbaar met betrekking tot functionele domeinen.
Het hoofd van de nematode bevat de amphid, een zintuig van de nematode, die reacties bemiddelt op verschillende stimuli, waaronder osmotische kracht. De amphid is gemaakt van 12 sensorische bipolaire neuronen met trilharen dendrieten en een axon presynaptische terminal 4. Twee van deze neuronen, genaamd ASHR en ASHL zijn bijzonder belangrijk in osmotische sensorische functie, het detecteren van water-oplosbare insectenwerende middelen met een hoge osmotische kracht 5. De dendrieten van deze twee neuronen verlengen tot aan de punt van de mond en de axonen uit te breiden tot de zenuw ring, waar ze synaptische verbindingen met andere neuronen het bepalen van de gedrags-respons 6.
Voor het evalueren van de implicaties van neurexin en neuroligin in hoge osmotische sterkte te vermijden, laten we de verschillende reactie van C. elegans mutanten defect in de NRX-1 en nlg-1 genen, met behulp van een methode op basis van een 4M fructose ring 7. De gedrags-fenotypes werden bevestigd met behulp van specifieke RNAi klonen 8. In C. elegans, kan de dsRNA nodig is om RNAi triggeren worden beheerd door het voeren van 9. De levering van dsRNA induceert via de voeding van de RNAi interferentie van het gen van belang waardoor de identificatie van genetische componenten en netwerk paden.
Protocol
Discussion
Neurexins en neuroligins voeren een essentiële rol in synaptische transmissie 11 en differentiatie van de synaptische verbindingen 12. Beide moleculen zijn geïdentificeerd als kandidaat-genen voor autisme 13,14.
In deze video laten we een eenvoudige methode die ons in staat stelt de studie van de invloed van de genen die de osmotische vermijdingsreactie in C. elegans. Neuroligin gebrekkige mutanten defect zijn bij het opsporen van osmotische kracht…
Acknowledgements
We willen graag door dr. Antonio Miranda-Vizuete voor zijn waardevolle hulp. We ook graag onze dank betuigen aan Salma Boulayoune en Isabel Caballero van waardevolle technische bijstand. Dit werk werd gefinancierd door een subsidie van de Junta de Andalucía (BIO-272). Dit onderzoek is uitgevoerd in overeenstemming met de huidige wetten die genetische experimenten 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
- 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).
