יישום של C. elegans Assay ניוון Neuron דופמין עבור אימות של מחלת פרקינסון גנים אפשריים
Summary
וידאו זה מדגים כיצד להשתמש C. elegans להעריך ניוון מוחיים נוירון דופאמין כמודל למחלת פרקינסון. יתר על כן, מסכי גנטית משמשות כדי לזהות גורמים או לשפר ניוון או neuroprotective.
Abstract
שיפורים באבחון וטיפול של מחלת הפרקינסון (PD) תלויים הידע על הגורמים ההופכים רגישות אוכלוסיות בסיכון. בתהליך של ניסיון לזהות גורמים גנטיים הרומן הקשורים פ"ד, מדענים יצרו רשימות רבות של גנים מועמדים, פולימורפיזמים, וחלבונים המייצגים התקדמות חשובה, אך אלה נותרו מוביל מוגדר באופן מכניסטי. העבודה שלנו מכוונת כלפי משמעותית לצמצום רשימות כאלה על ידי ניצול היתרונות של מערכת חיים פשוטה מודל. בעוד בני האדם מיליארדי נוירונים, מיקרוסקופיים התולעת העגולה Caenorhabditis elegans יש בדיוק 302, מתוכן רק שמונה לייצר דופמין (DA) ב hemaphrodites. הביטוי של הגן המקודד את החלבון האנושי פ"ד הקשורים, אלפא synuclein, ב C. elegans תוצאות DA נוירונים במינון וגיל תלויי ניוון מוחיים.
תולעים מביע האדם אלפא synuclein בנוירונים התובע הם isogenic ולהביע הן GFP האדם אלפא synuclein תחת האמרגן טרנספורטר התובע (Pdat-1). הנוכחות של ה-GFP המשמש כסמן דמיינו בקלות עבור הבאים ניוון מוחיים התובע בבעלי חיים אלה. אנחנו בתחילה הראו כי אלפא synuclein-Induced ניוון מוחיים התובע ניתן היה להציל בעלי חיים אלה על ידי torsinA, חלבון עם פעילות המלווה מולקולרית 1. יתר על כן, מועמד פ"ד גנים הקשורים לזהות במעבדה שלנו דרך בקנה מידה גדול המאמצים RNAi ההקרנה באמצעות assay אלפא synuclein misfolding היו אז ביטוי יתר של C. elegans התובע נוירונים. אנו נקבע כי חמישה מתוך שבעה גנים שנבדקו מיוצג מאפננים מועמד משמעותי פ"ד כפי שהם הצילו אלפא synuclein-Induced התובע ניוון מוחיים 2. בנוסף, מעבדת לינדקוויסט (בעיה זו של יופיטר) ביצע מסכי שמרים לפיו אלפא synuclein תלויי רעילות משמש readout עבור גנים יכולה לחזק או להחליש cytotoxicity. לאחר מכן אנו נבחן המועמד גנים שמרים assay C. שלנו אלפא synuclein-Induced ניוון מוחיים elegans ומאומתים בהצלחה רבים של מטרות אלה 3, 4.
המתודולוגיה שלנו כרוך דור של וקטור C. elegans נוירון ספציפי ביטוי התובע באמצעות שיבוט recombinational של cDNAs גן מועמד תחת שליטה של האמרגן Pdat 1. פלסמידים אלה microinjected אז wild-type (N2) תולעים, יחד עם סמן לבחירה לשינוי מוצלח. מספר קווי ייצור מהונדס יציב את החלבון המועמד בנוירונים התובע מתקבלים וחצה אז באופן עצמאי תוך מאמץ אלפא synuclein ניווניות ולהעריך עבור ניוון מוחיים, על בעלי חיים והן ברמה נוירון יחיד, במהלך ההזדקנות.
Protocol
Discussion
ההפסד תלויי גיל של נוירונים דופאמין הוא סימן ההיכר קלינית של מחלת פרקינסון קשור הצטברות או misfolding של חלבון הקרוי אלפא synuclein. כאן אנו מדגימים כיצד התווית, דרך transgene ניאון, נוירונים של דופאמין ג elegans ו לחקות את ניוון מוחיים לראות את מחלת הפרקינסון על ידי coexpressing אדם אלפא synuclein בתא…
Acknowledgements
אנו רוצים להכיר את רוח שיתוף פעולה של כל חברי המעבדה קולדוול. הפרעות תנועה מחקר במעבדה כבר נתמך על ידי דיסטוניה בכמן-Strauss & פרקינסון קרן, קרן הברית פרקינסון, מחלת פרקינסון האגודה האמריקאית, מחלת פרקינסון איגוד אלבמה, ג'יי מייקל פוקס, קרן למחקר פרקינסון מחקר לתואר ראשון
Materials
| Material Name | Type | Company | Catalogue Number | Comment |
|---|---|---|---|---|
| Agarose | Ultrapure | Invitrogen | 15510-027 | |
| Coverglass 20×30 mm | Fisher | 12-548-5A | ||
| Microscope Slides | Plain, 3×1″ | Fisher | 12-549 | |
| Dissecting with Fluorescence | Microscope | Nikon | SMZ800 | |
| Dissecting | Microscope | Nikon | SMZ645 | |
| Epifluorescent | Microscope | Nikon | Model E-800 | |
| Filter Cube, GFP HYQ | Endow Bandpass | Chroma Technology |
References
- Cao, S., Gelwix, C. C., Caldwell, K. A., Caldwell, G. A. Torsin-mediated neuroprotection from cellular stresses to dopaminergic neurons of C. elegans. J Neurosci. 25, 3801-3812 (2005).
- Hamamichi, S., Rivas, R. N., Knight, A. L., Cao, S., Caldwell, K. A., Caldwell, G. A. Hypothesis-based RNAi screening identifies neuroprotective genes in a Parkinson’s disease model. PNAS. 105, 728-733 (2008).
- Cooper, A. A., Gitler, A. D., Cashikar, A., Haynes, C. M., Hill, K. J., Bhullar, B., Liu, K., Xu, K., Strathearn, K. E., Liu, F., Cao, S., Caldwell, K. A., Caldwell, G. A., Marsischky, G., Kolodner, R. D., Labaer, J., Rochet, J. C., Bonini, N. M., Lindquist, S. alpha-synuclein blocks ER-golgi traffic and Rab1 rescues neuron loss in Parkinson’s models. Science. 313, 324-328 (2006).
- Gitler, A. D., Bevis, B. J., Shorter, J., Strathearn, K. E., Hamamichi, S., Su, L. J., Caldwell, K. A., Caldwell, G. A., Rochet, J. -. C., McCaffery, J. M., Barlowe, C., Lindquist, S. The Parkinson’s disease protein alpha-synuclein disrupts cellular Rab homeostasis. PNAS. 105, 145-150 (2008).
- Caldwell, G. Integrated Genomics: A Discovery-Based Laboratory Course. , (2006).
- Brenner, S. The genetics of Caenorhabditis elegans. Genetics. 77, 71-94 (1974).
- Gandhi, S., Santelli, J., Mitchell, J. D. H., Stiles, J. W., Sanadi, D. R. A simple method for maintaining large, aging populations of Caenorhabditis elegans. Mechanisms of Ageing and Development. 12, 137-150 (1980).
