آخرین مطالب

روش جدید برچسب‌گذاری ژنتیکی از یک ژن برای آشکار کردن مدارهای عصبی از چندین منطقه بالادست استفاده می‌کند –


دانشمندان روشی برای برچسب‌گذاری ژنتیکی نورون‌ها با یک ژن مورد علاقه در موش با ترکیب گسترش فراسیناپسی پیش‌سیناپسی سروتیپ 1 ویروس مرتبط با آدنو (AAV1) با بیان ژن متقاطع ایجاد کردند. در دو مدار مجزا: شبکیه/قشر بینایی اولیه به کولیکولوس فوقانی و قشر حرکتی دو طرفه به جسم مخطط پشتی، تزریق AAV1 که بازترکیب‌های Cre یا Flpo را بیان می‌کند و AAV وابسته دوگانه Cre/Flpo در دو ناحیه بالادست و پایین دست. منطقه، به ترتیب، برای برچسب گذاری نورون های پس سیناپسی دریافت کننده ورودی از دو منطقه بالادست استفاده شد.

بدن از طریق جریان بالادستی به پایین دستی از اطلاعات با واسطه مغز عمل می کند. ورودی دریافتی از طریق نواحی بالادست مانند چشم ها و گوش ها توسط نورون ها به ناحیه پایین دست مناسب آن توزیع می شود. دنبال کردن مسیرهای بیان ویروس‌های مبتلا به عفونت‌های ناقل ویروسی و مشاهده پروتئین‌های حساس به نور در یک جمعیت عصبی با میکروسکوپ فلورسانس، راه‌هایی است که دانشمندان از طریق آن‌ها به صورت ژنتیکی این نورون‌ها را برای درک بهتر ساختار و عملکرد آنها در جریان کلی اطلاعات هدف قرار می‌دهند. پروفسور کنجی میزوسکی می‌گوید: «با این حال، این روش‌ها به تنهایی در توانایی خود برای هدف‌گیری نورون‌هایی که ورودی‌های تک سیناپسی را از دو ناحیه بالادست مجزا دریافت می‌کنند، محدود هستند، که به نوبه خود توانایی ما را برای تمرکز بر ساختار و عملکرد نورون‌ها در مقیاس دقیق‌تر مهار می‌کند.» از گروه فیزیولوژی، دانشکده پزشکی دانشگاه اوزاکا سیتی.

آ زیست شناسی ارتباطات مقاله ای که در 22 فوریه منتشر شد، جزئیاتی را شرح می دهد که چگونه پروفسور میزوسکی تیمی از محققان را رهبری کرد تا روشی را ایجاد کنند که آن را “سیستم هدف گیری ترانس سیناپسی متقاطع و متقاطع” می نامند، که به طور ژنتیکی سلول های عصبی را با یک ژن مورد علاقه (GOI) برچسب گذاری می کند، در این مورد ژنی که یک ژن را رمزگذاری می کند. پروتئین فلورسنت زرد تقویت شده آنها این روش برچسب‌گذاری را در دو مدار مختلف مغز موش نشان می‌دهند: شبکیه/قشر بینایی اولیه به کولیکولوس فوقانی و قشر حرکتی دو طرفه به مخطط پشتی.

ناقل‌های ویروسی ابزارهایی هستند که معمولاً برای رساندن مواد ژنتیکی به سلول‌ها استفاده می‌شوند و به فرد اجازه می‌دهند مسیر ژنتیکی را که ویروس در هنگام ترکیب شدن با سلول‌های دیگر طی می‌کند، ردیابی کند. این تیم را به فکر فرو برد. آن‌ها می‌توانند ویروس‌ها را با ژن‌هایی در نواحی مختلف بالادست مغز تزریق کنند که پس از ترکیب در مناطق پایین‌دستی به‌خصوص آماده‌شده، محیط ژنتیکی را برای تولید این پروتئین فلورسنت زرد رنگی که می‌توانستند با میکروسکوپ فلورسانس مشاهده کنند، تغییر دهند. اولین نویسنده این مطالعه، تاکوما کیتانیشی، می‌گوید: «این ترکیبی از فناوری موجود — سروتیپ 1 ویروس مرتبط با آدنو (AAV1) و سیستم بیان متقاطع (INTRSECT)، بهترین‌ها را از هر دو جهان برای یک روش برچسب‌گذاری به ارمغان می‌آورد که می‌تواند نشان دهد. ویژگی سیناپسی.”

تیم با استفاده از مدل های ماوس دست به کار شد.

آنها ویروس‌های آماده‌شده ژنتیکی را در نواحی پیش‌سیناپسی بالادست چشم راست و قشر بینایی چپ (V1) و در کولیکولوس فوقانی چپ پس‌سیناپسی (sSC) معرفی کردند، و بسیاری از نورون‌های ساطع کننده فلورسانس را در sSC چپ مشاهده کردند اما نه در نواحی مجاور. . پروفسور میزوسکی می افزاید: “ما همچنین عدم وجود فلورسانس را در زمانی که هر یک از ویروس های بالادست حذف شد مشاهده کردیم.” برای تثبیت اینکه تیم واقعاً مدار خاصی را بین شبکیه/V1 و sSC مشاهده می‌کردند، با معرفی یک ناقل ویروسی که از سد خونی/مغزی می‌گذرد، کل مغز را آماده کردند. علاوه بر نورون های فلورسنت در sSC، این تیم همچنین آنها را در هسته ژنتیکوله شکمی چپ (LGNv) مشاهده کردند. از آنجایی که این ناحیه پروژه را به شبکیه یا V1 برنمی‌گرداند، آنها فرض می‌کنند که LGNv حاوی نورون‌هایی است که ورودی‌های شبکیه و V1 را ادغام می‌کنند. این نتیجه اضافی و پرس و جوی بعدی از آزمایش استحکام کار آنها نقطه اوج تمرکز بالقوه ای است که روش جدید آنها ارائه می دهد.

با حرکت به سمت قشر حرکتی (M2)، جایی که مشخص است که مخطط پشتی (DS) ورودی‌های M2 را دریافت می‌کند، تیم می‌خواست دریابد که آیا نورون‌های DS ورودی‌هایی را از هر دو ناحیه M2 چپ و راست دریافت می‌کنند یا خیر. آنها با به کارگیری روش خود، پروتئین فلورسنت را در همه انواع نورون های DS که بررسی کردند مشاهده کردند.

پروفسور میزوسکی می‌گوید: «پس از این آزمایش‌ها، واضح است که روش ما ابزار قدرتمندی برای تعیین مکان‌ها، اعداد و انواع سلول‌های نورون‌هایی است که ورودی‌های تک سیناپسی را از دو ناحیه بالادستی تعریف‌شده دریافت می‌کنند.»

در آینده، پروفسور Mizuseki علاقه خود را به گسترش این روش جدید با جایگزینی GOI با روشی که پروتئین حساس به نور تولید می کند، ابراز کرد و آنها می توانند از آن برای تحریک یا سرکوب فعالیت عصبی با نور استفاده کنند.

منبع داستان:

مواد ارائه شده توسط دانشگاه شهر اوزاکا. توجه: محتوا ممکن است برای سبک و طول ویرایش شود.