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Cell Rep:发现和大脑神经回路形成至关重要的特殊基因

来源:生物谷 2013-12-10 22:54

约翰霍普金斯大学的研究者通过使用一种基因“狩猎”技术,首次在哺乳动物大脑细胞中鉴别出了一种构建大脑中信号传输回路的特殊基因。

(Credit: Kamal Sharma/Johns Hopkins University School of Medicine)

2013年12月10日 讯 /生物谷BIOON/ --近日,刊登在国际杂志Cell Reports上的一篇研究论文中,来自约翰霍普金斯大学的研究者通过使用一种基因“狩猎”技术,首次在哺乳动物大脑细胞中鉴别出了一种构建大脑中信号传输回路的特殊基因,这就为鉴别更多参与复杂精神疾病的基因提供了一定的思路和帮助。

研究者Richard Huganir表示,通过使用一种自动基因筛查的技术,我们发现了800个和突触形成相关的基因。研究者使用含有许多小孔的塑料板来进行实验,机器可以向每一个孔添加精确的细胞量以及培养基,同时也会向每个孔加入可以敲除细胞基因的分子,而且每一个空中添加的分子都是不一样的。

随后研究者使用不断试错的方法来调整小孔中的营养液,并且加入了洗涤步骤,最终使得待检测细胞在小孔中不断进行生长;另外研究者表示,他们使用了自动化的显微镜来对小孔中细胞形成的回路拍照,并且计算细胞中突触的数量。

研究者Sharma说道,在筛选过程中我们发现了敲除基因LRP6的细胞和其它细胞之间差异很大,基因LRP6此前被认为是Wnt途径的主要角色,其可以控制大脑中一系列的过程;更有意思的是,研究小组还发现,LRP6是一种特殊的兴奋性突触,这就意味着其可以通过调节Wnt途径来修饰自己的效应。

目前研究者正在着力研究和LRP6相互作用的其它蛋白质,从而来揭示LRP6在不同发育阶段的大脑细胞中所扮演的不同角色。相信随着研究者的深入研究将可以更清楚地解析我们大脑的神经回路,并且为未来开发诸如自闭症等神经疾病的新型疗法提供一定帮助。(生物谷Bioon.com)

High-Throughput Genetic Screen for Synaptogenic Factors: Identification of LRP6 as Critical for Excitatory Synapse Development

Kamal Sharma, Se-Young Choi, Yong Zhang, Thomas J.F. Nieland, Shunyou Long, Min Li, Richard L. Huganir

Genetic screens in invertebrates have discovered many synaptogenic genes and pathways. However, similar genetic studies have not been possible in mammals. We have optimized an automated high-throughput platform that employs automated liquid handling and imaging of primary mammalian neurons. Using this platform, we have screened 3,200 shRNAs targeting 800 proteins. One of the hits identified was LRP6, a coreceptor for canonical Wnt ligands. LRP6 regulates excitatory synaptogenesis and is selectively localized to excitatory synapses. In vivo knockdown of LRP6 leads to a reduction in the number of functional synapses. Moreover, we show that the canonical Wnt ligand, Wnt8A, promotes synaptogenesis via LRP6. These results provide a proof of principle for using a high-content approach to screen for synaptogenic factors in the mammalian nervous system and identify and characterize a Wnt ligand receptor complex that is critical for the development of functional synapses in vivo.

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