線蟲濃度依賴性嗅覺偏好的機制研究和CEPsh膠質(zhì)細胞發(fā)育的正向遺傳學篩選.pdf

1、秀麗隱桿線蟲結(jié)構(gòu)簡單，繁殖能力強，生長周期短，神經(jīng)系統(tǒng)簡單，其基因組已經(jīng)全部完成測序，是作為研究神經(jīng)系統(tǒng)功能和神經(jīng)環(huán)路良好的模式生物。本研究使用特異的啟動子標記線蟲的神經(jīng)元和膠質(zhì)細胞，利用infusion技術(shù)結(jié)合SL2a多順反子剪接體系融合不同的熒光蛋白等生物學技術(shù)構(gòu)建了一系列轉(zhuǎn)基因品系，并結(jié)合激光共聚焦成像技術(shù)確定特定啟動子驅(qū)動熒光蛋白的表達。在準確定位神經(jīng)元或膠質(zhì)細胞后，利用光控蛋白、鈣指示蛋白特異表達于感興趣的細胞來研究在神經(jīng)環(huán)路

2、中的功能。我們標記了線蟲嗅覺神經(jīng)元AWA、AWB、AWC、ASH、ADL和兩種膠質(zhì)細胞Amphid sheath glia和Cephalic sheath glia。通過行為學發(fā)現(xiàn)線蟲對于不同濃度的同一種氣味分子，如異戊醇，有從喜好到排斥的偏好轉(zhuǎn)換。以在體膜片鉗的方法，發(fā)現(xiàn)AWA、AWB、AWC三種不同的嗅覺神經(jīng)元對不同濃度IAA氣味分子均具有不同的響應(yīng)特征。通過電生理和鈣成像實驗發(fā)現(xiàn)多模感受神經(jīng)元ASH只對高濃度異戊醇有響應(yīng)，并通過T

3、RPV陽離子通道OSM-9介導。結(jié)果表明多種感覺神經(jīng)元通過多種響應(yīng)模式介導了線蟲對氣味分子的濃度依賴性偏好行為。此外，為了研究線蟲膠質(zhì)細胞的發(fā)育機制和其對神經(jīng)功能的影響，我們通過EMS正向遺傳學篩選并得到了一些影響線蟲CEPsh膠質(zhì)細胞發(fā)育的關(guān)鍵分子。其中一個基因為vab-3。該基因突變定位在Paired domain上，通過在外顯子上的堿基突變成終止子密碼子而影響蛋白質(zhì)的正常翻譯，使CEPsh膠質(zhì)細胞發(fā)育受損，影響細胞定位，樹突遷移，