An optogenetic method for investigating presynaptic molecular regulation.
An optogenetic method for investigating presynaptic molecular regulation.
复制标题
DOI：
10.1038/s41598-021-90244-0
复制
发表时间：
2021-05-31
影响因子：
4.6
通讯作者：
Herring BE
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Kay Y;Herring BE
虽然有效的方法是建立在研究哺乳动物中枢神经系统中的突触后蛋白质的突触能突触的调节，类似的有效的方法是缺乏研究蛋白质调节突触前功能。在本研究中，我们介绍了一种光学/电生理学的方法来研究突触前的分子调控。在这里，使用光遗传学的方法，我们选择性地刺激遗传修饰的突触前CA 3锥体神经元在海马和测量光学诱导的兴奋性突触后电流产生的未修饰的突触后CA 1锥体神经元。虽然光遗传学的这种使用并不新颖，但先前的实施方法不允许对由遗传操作产生的突触强度的变化进行基本量化。我们发现，将同时记录的纤维齐射幅度提供了一个控制的光刺激强度，因此，创建一个度量的突触功效，可以在实验条件下进行比较。在本研究中，我们利用我们的新方法来证明，抑制突触结合蛋白1在CA 3锥体神经元的表达导致谢弗侧支突触功能的显着减少，这种效果是掩盖与传统的电刺激。我们的希望是，这种方法将加快我们的理解，控制突触前功能的分子调控途径。
While efficient methods are well established for studying postsynaptic protein regulation of glutamatergic synapses in the mammalian central nervous system, similarly efficient methods are lacking for studying proteins regulating presynaptic function. In the present study, we introduce an optical/electrophysiological method for investigating presynaptic molecular regulation. Here, using an optogenetic approach, we selectively stimulate genetically modified presynaptic CA3 pyramidal neurons in the hippocampus and measure optically-induced excitatory postsynaptic currents produced in unmodified postsynaptic CA1 pyramidal neurons. While such use of optogenetics is not novel, previous implementation methods do not allow basic quantification of the changes in synaptic strength produced by genetic manipulations. We find that incorporating simultaneous recordings of fiber volley amplitude provides a control for optical stimulation intensity and, as a result, creates a metric of synaptic efficacy that can be compared across experimental conditions. In the present study, we utilize our new method to demonstrate that inhibition of synaptotagmin 1 expression in CA3 pyramidal neurons leads to a significant reduction in Schaffer collateral synapse function, an effect that is masked with conventional electrical stimulation. Our hope is that this method will expedite our understanding of molecular regulatory pathways that govern presynaptic function.
登录
查看更多内容
影响因子：
64.5
作者：
GEPPERT, M;GODA, Y;SUDHOF, TC
通讯作者：
SUDHOF, TC
影响因子：
8.8
作者：
Paskus, Jeremiah D.;Tian, Chen;Fingleton, Erin;Shen, Christine;Chen, Xiaobing;Li, Yan;Myers, Samuel A.;Badger, John D.;Bemben, Michael A.;Herring, Bruce E.;Roche, Katherine W.
通讯作者：
Roche, Katherine W.
影响因子：
3.5
作者：
Hussain, Suleman;Egbenya, Daniel Lawer;Davanger, Svend
通讯作者：
Davanger, Svend
影响因子：
16.6
作者：
Sadybekov A;Tian C;Arnesano C;Katritch V;Herring BE
通讯作者：
Herring BE
影响因子：
34.7
作者：
Kerchner, Geoffrey A.;Nicoll, Roger A.
通讯作者：
Nicoll, Roger A.