Wetenskaplikes ontwikkel 'n metode om neurone geneties te merk met 'n enkele geen van belang in muise deur die anterograde transsinaptiese verspreiding van adeno-geassosieerde virus serotipe 1 (AAV1) met interseksionele geenuitdrukking te kombineer. In twee afsonderlike stroombane: die retina/primêre visuele korteks na die superior colliculus en die bilaterale motoriese korteks na die dorsale striatum, inspuitings van AAV1 wat Cre- of Flpo-rekombinases uitdruk en die Cre/Flpo dubbel-afhanklike AAV in twee stroomop-streke en die stroomaf streek, onderskeidelik, is gebruik om postsinaptiese neurone te benoem wat insette van die twee stroomop-streke ontvang.
Die liggaam funksioneer via 'n stroomop na stroomaf vloei van inligting wat deur die brein bemiddel word. Insette wat deur stroomopgebiede soos die oë en ore ontvang word, word deur neurone na die toepaslike stroomafgebied versprei. Om die uitdrukkingspaaie van virusse met virale vektorinfeksies te volg en ligsensitiewe proteïene in 'n neuronale populasie met 'n fluoressensiemikroskoop waar te neem, is 'n paar maniere waarop wetenskaplikes hierdie neurone geneties teiken om hul struktuur en funksie in die algehele vloei van inligting beter te verstaan. "Hierdie metodes alleen is egter beperk in hul vermoë om neurone te teiken wat monosinaptiese insette van twee afsonderlike stroomop-streke ontvang, wat op sy beurt ons vermoë om op die struktuur en funksie van neurone op 'n fyner skaal te fokus inhibeer," sê Kenji Mizuseki, professor. van die Departement Fisiologie, Osaka City University Graduate School of Medicine.
'n Kommunikasiebiologie-vraestel wat op 22 Februarie gepubliseer is, bevat besonderhede oor hoe professor Mizuseki 'n span navorsers gelei het om 'n metode te ontwikkel wat hulle "interseksionele, anterograde transsinaptiese teikenstelsel" noem, wat neurone geneties met 'n enkele geen van belang (GOI) etiketteer, in hierdie geval 'n geen wat 'n verbeterde geel fluoresserende proteïen kodeer. Hulle demonstreer hierdie etiketteringmetode in twee verskillende muisbreinkringe: die retina/primêre visuele korteks na die superior colliculus en die bilaterale motoriese korteks na die dorsale striatum.
Virale vektore is instrumente wat algemeen gebruik word om genetiese materiaal in selle af te lewer, wat 'n mens in staat stel om die genetiese pad wat 'n virus neem, na te spoor soos dit met ander selle kombineer. Dit het die span aan die dink gesit. Hulle kan virusse met gene by verskillende stroomop-areas van die brein inspuit wat eens gekombineer het in spesiaal voorbereide stroomafstreke, die genetiese omgewing sou verander om hierdie verbeterde geel fluoresserende proteïen te produseer wat hulle met 'n fluoressensiemikroskoop kon waarneem. "Hierdie kombinasie van bestaande tegnologie - adeno-geassosieerde virus serotipe 1 (AAV1) en interseksionele uitdrukkingstelsel (INTRSECT),," sê die eerste skrywer van die studie, Takuma Kitanishi, "bring die beste uit albei wêrelde vir 'n etiketteringmetode wat sinapties kan vertoon. spesifisiteit."
Deur muismodelle te gebruik, het die span aan die werk gegaan.
Hulle het geneties voorbereide virusse in die stroomop -presinaptiese- streke van die regteroog en linker visuele korteks (V1) en in die postsinaptiese linker superior colliculus (sSC) bekendgestel, en het baie fluoressensie-emitterende neurone in die linker sSC waargeneem. maar nie in aangrensende streke nie. "Ons het ook 'n afwesigheid van fluoressensie waargeneem wanneer enige van die stroomop-virusse weggelaat is," voeg prof. Mizuseki by. Om vas te stel dat die span inderdaad 'n spesifieke stroombaan tussen die retina/V1 en die sSC waargeneem het, het hulle die hele brein voorberei deur 'n virale vektor in te voer wat die bloed/breinversperring oorsteek. Benewens fluoresserende neurone in die sSC, het die span hulle ook in die linkerventrale genikulêre kern (LGNv) waargeneem. Aangesien hierdie streek nie terugprojekteer na die retina of V1 nie, veronderstel hulle dat die LGNv neurone bevat wat insette van die retina en V1 integreer. Hierdie bykomende resultaat en daaropvolgende ondersoek van die toets van die robuustheid van hul werk is 'n hoogtepunt in die potensiële fokus wat hul nuwe metode bied.
Beweeg na die motoriese korteks (M2), waar dit bekend is dat die dorsale striatum (DS) insette van M2 ontvang, wou die span uitvind of DS-neurone insette van beide linker- en regter M2-streke ontvang. Deur hul metode toe te pas, het hulle die fluoresserende proteïen in alle soorte DS-neurone gesien wat hulle ondersoek het.
"Na hierdie eksperimente," sê prof. Mizuseki, "is dit duidelik dat ons metode 'n kragtige manier bied om die liggings, getalle en seltipes neurone wat monosinaptiese insette van die twee gedefinieerde stroomop-streke ontvang, te bepaal."
In die toekoms het prof. Mizuseki belangstelling uitgespreek om hierdie nuwe metode uit te brei deur die GOI te vervang met een wat 'n fotosensitiewe proteïen produseer wat hulle dan kan gebruik om neuronale aktiwiteit met lig te prikkel of te onderdruk.
