新方法使用一个单基因揭示神经元电路从多个上游地区

身体功能通过一个上游向下游流动的信息由大脑。输入接收通过上游地区像眼睛和耳朵是由神经元分发给其适当的下游地区。表达路径后病毒病毒载体感染和观察光敏蛋白质与荧光显微镜是一些人口神经科学家基因目标这些神经元的方式,以更好地了解其结构和功能的整体信息的流动。“然而,这些方法仅是有限的能力目标神经元接收来自两个截然不同的上游地区的单突触的输入,进而抑制能力关注神经元的结构和功能在一个更好的规模,”州吴克群Mizuseki,生理学系的教授,大阪市立大学医学院毕业。

一个通信生物学2月22日发表的论文细节Mizuseki教授率领的研究团队如何开发一种方法叫“交点的,顺行transsynaptic瞄准系统,”感兴趣的基因标签神经元与单个基因(GOI),在这种情况下一个基因编码一个增强的黄色荧光蛋白。他们展示这个标签方法在两个不同的老鼠的大脑回路:视网膜/初级视觉皮层上丘和双边运动皮层背侧纹状体。

病毒载体是常用的工具遗传物质进入细胞,允许一个跟踪的遗传路径病毒需要结合其他细胞。这让团队思维。他们可以注入病毒的基因在不同的上游的大脑区域,一旦结合在专门准备的下游地区,将改变遗传环境产生这种增强的黄色荧光蛋白,他们可以观察的荧光显微镜。“这组合存在technology-adeno-associated病毒血清型1 (AAV1)和区间的表达系统(INTRSECT)”,该研究的第一作者、佐藤Kitanishi,“带来了最好的两个世界的标签的方法,可以表现出突触特异性。”

使用小鼠模型,研究小组去上班。

他们介绍基因上游突触前准备的病毒——的右眼,视觉皮层区域(V1)和突触后离开了上丘(sSC),观察许多fluorescence-emitting神经元在左sSC但不相邻地区。“我们也观察到缺乏荧光时上游的病毒被省略,“Mizuseki教授补充道。巩固团队确实是观察视网膜之间的具体电路/ V1和sSC,他们准备整个大脑通过引入病毒载体穿过血脑屏障。除了荧光sSC神经元,该小组还观察到他们在左腹侧膝状核(LGNv)。因为这地区不返回项目到视网膜或V1,他们假设LGNv包含从视网膜神经元整合输入和V1。这些额外的从测试结果和随后的调查工作是一个峰值的健壮性提供的潜在关注他们的新方法。

移动到运动皮层(M2),众所周知,背侧纹状体(DS)收到的输入从M2,球队想要找出如果DS神经元接收输入来自左派和右派M2地区。运用他们的方法,他们看到了荧光蛋白在所有类型的DS神经元他们检查。

“这些实验之后,“州Mizuseki教授,“很明显我们的方法提供了一个强大的方法来确定位置,数量,和细胞类型的神经元接收来自定义的两个上游地区的单突触输入。”

在未来,Mizuseki教授表示有兴趣扩大这个新方法代替GOI产生光敏蛋白质,他们可以使用与光激发或抑制神经元活动。