Evitar osmótica em Caenorhabditis elegans: Função Synaptic de dois genes, Orthologues dos Direitos Humanos NRXN1 E NLGN1, Como candidatos para o autismo
Summary
Neurexinas e neuroliginas são proteínas da membrana do neurônio-adesão que desempenham papéis essenciais na diferenciação e transmissão sináptica. Mutantes neuroligina deficiente de<em> C. elegans</em> Estão com defeito na detecção de resistência osmótica, mas quando eles contêm também uma mutação no gene que codifica neurexin, eles recuperar o fenótipo do tipo selvagem.
Abstract
Neurexinas e neuroliginas são moléculas de adesão de células presentes nas sinapses excitatórios e inibitórios, e eles são necessários para o funcionamento correto da rede neurônio 1. Estas proteínas são encontradas nas membranas pré-sinápticas e pós-sinápticos 2. Estudos em ratos indicam que neurexinas e neurologins têm um papel essencial na transmissão sináptica 1. Relatórios recentes têm mostrado que alterou conexões neuronais durante o desenvolvimento do sistema nervoso humano pode constituir a base da etiologia da numerosos casos de distúrbios do espectro do autismo 3.
Caenorhabditis elegans pode ser usado como uma ferramenta experimental para facilitar o estudo do funcionamento dos componentes sináptica, devido à sua simplicidade para a experimentação de laboratório, e dado que seu sistema nervoso e fiação sináptica tem sido completamente caracterizado. Em C. Elegans NRX-1 e NLG-1 genes ortólogos são para humanos NRXN1 e NLGN1 genes que codificam a alfa-neurexin-1 e neuroligina-1 proteínas, respectivamente. Em humanos e nematóides, a organização de neurexinas e neuroliginas é semelhante no que respeita aos domínios funcionais.
O chefe do nematóide contém o amphid, um órgão sensorial do nemátodo, que medeia as respostas a diferentes estímulos, incluindo a força osmótica. O amphid é feito de 12 neurônios sensoriais bipolares com dendritos e um axônio ciliadas terminal pré-sináptico 4. Dois desses neurônios, chamado ASHR e ASHL são particularmente importantes em função sensorial osmótica, detectando solúvel em água repelentes com força osmótica elevada 5. Os dendritos destes dois neurônios alongar até a ponta da boca e os axônios estendem ao anel nervoso, onde fazem conexões sinápticas com outros neurônios determinar a resposta comportamental 6.
Para avaliar as implicações da neurexin e neuroligina em evitar alta resistência osmótica, mostramos a resposta diferente de mutantes C. elegans com defeito no NRX-1 e 1-NLG genes, usando um método baseado em um anel de frutose 4M 7. Os fenótipos comportamentais foram confirmados utilizando clones específicos RNAi 8. Em C. elegans, o dsRNA necessário para acionar RNAi pode ser administrado através da alimentação 9. A entrega de dsRNA através dos alimentos induz a interferência RNAi do gene de interesse permitindo assim a identificação dos componentes genéticos e caminhos de rede.
Protocol
Discussion
Neurexinas e neuroliginas desempenhar papéis essenciais na transmissão sináptica 11 e diferenciação das conexões sinápticas 12. Ambas as moléculas têm sido identificadas como genes candidatos para o autismo 13,14.
Neste vídeo mostramos um método simples que nos permite estudar o efeito de genes que afetam a resposta de esquiva osmótica em C. elegans. Neuroligina mutantes deficientes são defeituosos na detecção de resistência osmótica…
Acknowledgements
Gostaríamos de agradecer o Dr. Antonio Miranda-Vizuete para a sua valiosa ajuda. Nós também gostamos de expressar nossa gratidão a Salma Boulayoune e Isabel Caballero de assistência técnica valiosa. Este trabalho foi financiado por uma doação da Junta de Andalucía (BIO-272). Esta pesquisa foi realizada de acordo com as leis que regem a experimentação genética na 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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