Молекулярно-генетический и физиологический анализ нарушений моторики у мутантов дрозофилы

• Автор: Федотов, Сергей Александрович
• Шифр специальности: 03.03.01, 03.02.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 204 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Развитие представлений о ЦГМП

1.2 Морфо функциональная организация изученных ЦГМП

1.2.1 Сердечный генератор пиявки

1.2.2 Пилорический генератор ракообразных

1.2.3 Локомоторный генератор моллюска Clione

1.2.4 Локомоторный генератор палочников

1.3 Молекулярные механизмы функционирования и развития ЦГМП

1.4 Дрозофила как модельный объект в исследованиях молекулярногенетических механизмов моторной активности
1.5 Характеристика ритмических форм поведения дрозофилы
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
2.1 Тестирование моторной активности мутантных линий
2.2. Определение локализации и направленности PdL-транспозона
в геноме
2.3 Система локального нокдауна генов-кандидатов
2.4 Количественная оценка уровня экспрессии генов-кандидатов
2.5 Флуоресцентная микроскопия
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ
3.1 Характеристика локомоторных отклонений у Р-инсерционных
мутантов
3.2 Характеристика песенных отклонений у Р-инсерционных мутантов
3.3 Идентификация мутаций в линиях с отклонениями
в моторной активности
3.4 Характеристика генов-кандидатов, определяющих параметры ритмических движений

3.5 Локомоторная активность линий с локальным нокдауном генов-кандидатов
3.6 Анализ работы систем ОАЬ4/иА8, обеспечивающих
нейроспецифичный нокдаун
3.7 Песенная активность линий с локальным нокдауном
генов-кандидатов
3.8 Локомоторная и песенная активность мух при локальном
нокдауне генов 8ря2 и СС15630 в глиальных клетках
3.9 Локомоторная и песенная активность мух при
индуцированном нокдауне гена СС15630 на стадии имаго
3.10 Локомоторная активность самок дрозофилы при
нейроспецифичном нокдауне гена СС15
3.11 Морфологический анализ ЦНС дрозофилы при нокдауне
гена СС15630 под контролем драйвера пгу2-ЄАЬ
ГЛАВА 4. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
АТФ - аденозинтрифосфат
АЦП - аналого-цифровой преобразователь
ГАМК - у-аминомасляная кислота
ДМСО - диметилсульфооксид
ДПИП - длительность посылки импульсной песни
ДПоб - длительность побежки
ИА - индекс активности
ИИП - индекс импульсной песни
инРНК - интерферирующая РНК
ИП - импульсная песня
МИИ - межимпульсный интервал
МПП - мембранный потенциал покоя
мРНК - матричная рибонуклеиновая кислота
НЧИ - несущая частота импульса
п.н. - пар нуклеотидов
ПД - потенциал действия
ПЦР - полимеразная цепная реакция
РЖГ - ротожелудочный ганглий
СП - скорость побежки
ТФ - транскрипционный фактор
цАМФ - циклический аденозинмонофосфат
ЦГМП - центральный генератор моторного паттерна
цГМФ - циклический гуанозинмонофосфат
ЦНС - центральная нервная система
ЧИ - числовой идентификатор
ЧИПИП - частота инициации посылок импульсной песни
ЧП - частота побежек
АВ - передний пейсмейкер (anterior burster)
АМРА - а-амино-3-гидрокси-5-метил-4-изоксазол пропионовой кислоты (а-
и /NaR и изменению их свойств. Вместе с тем не во всех нейронах, экспрессирующих Scn4b, регистрируется /NaR (Aman et al., 2009). Таким образом, существующие различные сочетания и соотношения альфа- и бета-субъединиц в составе натриевых каналов' могут приводить к огромному разнообразию функциональных характеристик импульсной активности, в том числе и варьированию паттернов пейсмейкерной активности.
Во многих работах отмечается, что блокада высокопороговых кальциевых токов лишь незначительно влияет на спонтанную активность нейронов, так как их величина, как правило, существенно меньше натриевых токов (Do, Bean, 2003; Taddese, Bean, 2002; Jackson et al., 2004). Однако в настоящее время обнаружены нейроны, чья ритмическая активность в большей степени зависит от кальциевых токов (L- и P/Q- типа) и блокада которых ТТХ не приводит к прекращению импульсации. Также следует отметить, что МПП в этих случаях имеет более отрицательные значения, нежели в пейсмейкерах с натриевым механизмом спонтанной импульсации (Puopolo et al., 2007).
Отдельно стоит упомянуть низкопороговые токи кальция Т- типа (Тса-т), которые возникают после гиперполяризации мембраны при незначительных изменениях потенциала за счет каналов Cav3.1, Cav3.2, Cav3.3 (Perez-Reyes, 2003) и приводят к постингибиторной активации, обеспечивая устойчивую попеременную активность ингибирующих друг друга антагонистических групп нейронов ЦГМП (Fan et al., 1999; Angstadt et al., 2005; Anderson et al., 2012). Наличие медленно и быстро инактивирующихся /са-т объясняет участие этих токов как в реализации пачечной активности, так и в ее терминации. Показано, что временные параметры инактивации низкопороговых токов кальция определяют длительность пачки импульсов в сердечном генераторе пиявки (Olypher et al, 2006).
Другим источником постингибиторной активации являются устойчивые токи натрия, активируемые гиперполяризацией, 1Ь (Sekimjak, du Lac 2002; Robinson, Siegelbaum, 2003), которые возникают за счет активации катионных неселективных HCN-каналов (hyperpolarization-activated, cation nonselective). Показано, что 7h могут обеспечивать деполяризационный сдвиг на мембране для