A genetically encoded tool for reconstituting synthetic modulatory neurotransmission and reconnect neural circuits in vivo.
A genetically encoded tool for reconstituting synthetic modulatory neurotransmission and reconnect neural circuits in vivo.
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一种基因编码工具，用于重建合成调节神经传递并重新连接体内神经回路。
DOI：
10.1038/s41467-021-24690-9
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发表时间：
2021-08-09
影响因子：
16.6
通讯作者：
Colón-Ramos DA
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Hawk JD;Wisdom EM;Sengupta T;Kashlan ZD;Colón-Ramos DA
化学遗传学和光遗传学工具促进了对现有电路的检查和操作，从而改变了神经科学领域。然而，该领域缺乏通过创建或修改突触关系来实现电路合理重新布线的工具。在这里，我们报道了HySyn的发展，这是一个旨在通过重组合成的调制神经传递来重新连接体内神经回路的系统。我们证明了两种HySyn成分的基因靶向表达，一种水源性神经肽及其受体，在哺乳动物神经组织培养模型中创造了从头神经调制传递，并在体内对线虫的行为回路进行了功能性的重新连接。HySyn可以与现有的光遗传学、化学遗传学和药理学方法相结合，从功能上探测突触传递，剖析神经肽信号，或实现特定神经回路和行为的靶向调节。设计神经元之间新生的突触样连接可以增强我们对神经元电路及其如何产生行为的理解。作者提出了一个双组分系统，它创建了合成的神经调节连接，以操纵体内神经回路中的细胞内钙水平。
Chemogenetic and optogenetic tools have transformed the field of neuroscience by facilitating the examination and manipulation of existing circuits. Yet, the field lacks tools that enable rational rewiring of circuits via the creation or modification of synaptic relationships. Here we report the development of HySyn, a system designed to reconnect neural circuits in vivo by reconstituting synthetic modulatory neurotransmission. We demonstrate that genetically targeted expression of the two HySyn components, a Hydra-derived neuropeptide and its receptor, creates de novo neuromodulatory transmission in a mammalian neuronal tissue culture model and functionally rewires a behavioral circuit in vivo in the nematode Caenorhabditis elegans. HySyn can interface with existing optogenetic, chemogenetic and pharmacological approaches to functionally probe synaptic transmission, dissect neuropeptide signaling, or achieve targeted modulation of specific neural circuits and behaviors. Engineering de novo synapse-like connections between neurons could enhance our understanding of neuronal circuits and how they generate behaviour. The authors present a two-component system that creates synthetic neuromodulatory connections to manipulate intracellular Ca2+ levels in in vivo neural circuits.
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影响因子：
48
作者：
Gershow, Marc;Berck, Matthew;Mathew, Dennis;Luo, Linjiao;Kane, Elizabeth A.;Carlson, John R.;Samuel, Aravinthan D. T.
通讯作者：
Samuel, Aravinthan D. T.
影响因子：
25
作者：
Mathis, Alexander;Mamidanna, Pranav;Bethge, Matthias
通讯作者：
Bethge, Matthias
影响因子：
25
作者：
Mardinly AR;Oldenburg IA;Pégard NC;Sridharan S;Lyall EH;Chesnov K;Brohawn SG;Waller L;Adesnik H
通讯作者：
Adesnik H
影响因子：
64.8
作者：
Moyle MW;Barnes KM;Kuchroo M;Gonopolskiy A;Duncan LH;Sengupta T;Shao L;Guo M;Santella A;Christensen R;Kumar A;Wu Y;Moon KR;Wolf G;Krishnaswamy S;Bao Z;Shroff H;Mohler WA;Colón-Ramos DA
通讯作者：
Colón-Ramos DA
秀丽隐杆线虫的双向趋热性是由 AFD 热感觉神经元驱动的不同感觉运动策略介导的
DOI：
10.1073/pnas.1315205111
发表时间：
2014-02-18
影响因子：
11.1
作者：
Luo, Linjiao;Cook, Nathan;Samuel, Aravinthan D. T.
通讯作者：
Samuel, Aravinthan D. T.