Paradigmes pour la caractérisation pharmacologique de C. elegans mutants transmission synaptique
Summary
Cette vidéo montre comment employer deux stimulants de neurones, aldicarbe et pentylènetétrazole (PTZ), de façon complémentaire pour étudier la fonction synaptique dans le nématode C. elegans. Cette approche complémentaire peut également être utilisé pour faire la lumière sur les mécanismes de l'évolution, conservée pour synchronie neuronale modulant et a des implications pour l'épilepsie et des convulsions.
Abstract
Le nématode Caenorhabditis elegans, est devenu un modèle utile pour étudier la neurotransmission. C. elegans est unique parmi les modèles animaux, que l'anatomie et la connectivité de son système nerveux a été déterminée à partir de micrographies électroniques et affiné par des dosages pharmacologiques. Dans cette vidéo, nous décrivons comment deux complémentaires stimulants de neurones, un inhibiteur de l'acétylcholinestérase, appelé aldicarbe, et un acide gamma-aminobutyrique (GABA) antagoniste des récepteurs, appelés pentylènetétrazole (PTZ), peuvent être employées pour caractériser spécifiquement signalisation à C. elegans jonctions neuromusculaires (NMJs) et de faciliter notre compréhension des antagonistes circuits neuronaux.
De 302 neurones de C. elegans, dix-neuf GABAergiques de type D neurones moteurs innervant muscles de la paroi du corps (BWMs), tandis que quatre neurones GABAergiques, appelé RME, muscles de la tête innervent. Inversement, les neurones moteurs 39 exprimer le neurotransmetteur excitateur, l'acétylcholine (ACh), et la transmission antagonistes GABA à BWMs pour coordonner la locomotion. La nature antagoniste des neurones moteurs GABAergiques et cholinergiques au NMJs paroi du corps a été initialement déterminé par ablation laser et par la suite renforcée par exposition à l'aldicarbe. Aiguë des résultats d'exposition aldicarbe dans une paralysie du temps de cours ou la dose de réactif vers de type sauvage. Pourtant, la perte de l'ACh transmission excitatrice confère une résistance à l'aldicarbe, comme moins ACh s'accumule au NMJs ver, menant à moins de stimulation du BWMs. Résistance à l'aldicarbe peut être observé avec l'ACh spécifiques ou générales mutants fonction synaptique. Conformément aux antagonistes GABA et l'acétylcholine de transmission, la perte de transmission du GABA, ou une incapacité à réguler négativement la libération d'acétylcholine, confère une hypersensibilité à l'aldicarbe. Bien que l'exposition aldicarbe a conduit à l'isolement d'homologues de gènes de nombreuses ver neurotransmission, exposition à l'aldicarbe seul ne peut pas déterminer efficacement les rôles qui prévaut pour les gènes et les voies de neurones spécifiques de C. elegans moteur. À cette fin, nous avons introduit une approche complémentaire expérimentale, qui utilise PTZ.
Mutants neurotransmission affichage phénotypes claire, distincte de l'aldicarbe induite paralysie, en réponse à PTZ. Vers de type sauvage, ainsi que des mutants avec des incapacités spécifiques à la libération d'ACh ou de recevoir, ne montrent pas de sensibilité apparente à PTZ. Toutefois, les mutants de GABA, ainsi que les mutants en général la fonction synaptique, l'affichage des convulsions antérieures dans des délais de cours ou de dose-réactive. Mutants qui ne peuvent pas réguler négativement la libération de neurotransmetteurs générale et, par conséquent, sécrètent des quantités excessives d'ACh sur BWMs, devenu paralysé PTZ. Les phénotypes PTZ-induite des classes de mutants discrets indiquent qu'une approche complémentaire avec l'aldicarbe et de paradigmes d'exposition PTZ chez C. elegans peut accélérer notre compréhension de la neurotransmission. Par ailleurs, les vidéos démontrant comment nous effectuons des tests pharmacologiques devraient établir des méthodes cohérentes pour la recherche de C. elegans.
Protocol
Discussion
Les protocoles actuels d'exposition à l'aldicarbe avec C. elegans ne permettent pas de distinguer entre les expérimentateurs mutants avec des déficits spécifiques dans la transmission de l'acétylcholine et des mutants avec des déficits généralisés dans la transmission synaptique, comme les deux classes de mutants présentent une résistance à l'aldicarbe. De même, l'aldicarbe ne peut pas être utilisé pour déterminer si les mutants ont des déficits spécifiques dans la transmission du GABA ou les d…
Acknowledgements
Nous tenons à souligner l'esprit de coopération de tous les membres du laboratoire Caldwell. Un Basil O'Connor Scholar Award de la Mars of Dimes et une bourse de carrière de la National Science Foundation pour GAC, ainsi que d'une subvention de recherche de premier cycle Programme scientifique de l'Institut médical Howard Hughes à l'Université d'Alabama, ont financé l'excitabilité neuronale et recherche sur l'épilepsie dans le laboratoire de M. Caldwell.
Materials
| Material Name | Typ | Company | Catalogue Number | Comment |
|---|---|---|---|---|
| Aldicarb | Reagent | Supelco, Inc. | PS734 | Purchasable from Sigma |
| Pentylenetetrazole | Reagent | Sigma | P6500 |
Referenzen
- Mahoney, T. R., Luo, S., Nonet, M. L. Analysis of synaptic transmission in Caenorhabditis elegans using an aldicarb-sensitivity assay. Nat. Protoc. 1, 1772-1777 (2006).
- Williams, S. N., Locke, C. J., Braden, A. L., Caldwell, K. A., Caldwell, G. A. Epileptic-like convulsions associated with LIS-1 in the cytoskeletal control of neurotransmitter signaling in Caenorhabditis elegans. Hum. Mol. Genet.. 13, 2043-2059 (2004).
