A high-throughput sequencing and imaging approach to understand the functional basis of olfaction

用于了解嗅觉功能基础的高通量测序和成像方法

基本信息

  • 批准号:
    10468179
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 106.53万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2018
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2018-09-11 至 2024-08-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

PROJECT SUMMARY We propose to develop a strategy for understanding olfactory coding by linking the molecular identity of odorant receptors (OR) to their odor sensitivities in vivo and discovering the logic of neural circuits that process smell. Unlike for other sensory modalities (i.e. vision, audition), it is not understood what properties of odorants are important for olfaction, how these properties are processed by olfactory neural circuits, and how odorant receptor genes have evolved to optimize such an encoding. The relationship between odorant structure (chemical space), the sequence of odorant receptors, the underlying spatial-temporal patterns of activity in the brain (neuronal space) and the perceived odor quality (perceptual space) has been elusive. An efficient method for connecting the olfactory sensory spaces will have a paradigm-shifting effect on olfactory research. Our multidisciplinary approach will use cutting edge next-generation sequencing technologies (FISSEQ, MAPseq and RNAseq) together with functional widefield fluorescence and two photon imaging in vivo to define the functional properties of olfactory sensory neurons that express defined odorant receptors (ORs), to discover their connections to individual glomeruli olfactory bulb (OB), second order OB output (mitral/tufted) cells and map their projection statistics to the downstream olfactory processing brain areas. Using these tools, we will map the identity and spatial layout of all 3,500 glomeruli in the mouse olfactory bulb according to the OR types from which they receive inputs. We will further link the molecular identity of ORs to their glomerular responses to hundreds of odorants (>500) in the form of OR/odorant binding affinity matrices across hundreds of glomeruli (~500) that are optically accessible in vivo. In the same samples, we will track thousands (>1,000/experiment) of individual olfactory bulb projections to their input glomeruli and their target brain areas by RNA-barcoding in relation to their tuning to odorants via multiphoton imaging in vivo. Our approach will bridge the gap between the molecular biology of ORs and neurophysiology and will usher in a new era of understanding the functional basis of olfaction. It will allow unprecedented resolution and throughput for determining OR-ligand interactions across hundreds of odorants, and the connectivity of tens of thousands of single neurons at once in a single specimen. The data obtained will enable the study of OR- ligand interactions, relate the chemical identity of odorants to olfactory perception, and the construction of artificial nose devices for immediate biomedical applications, including disease diagnostics.
项目总结 我们建议开发一种理解嗅觉编码的策略,通过将嗅觉编码的分子同一性 气味感受器(OR)在体内对气味的敏感性,并发现处理的神经回路的逻辑 闻。与其他感官形式(即视觉、听觉)不同,人们不了解气味的什么特性 对嗅觉很重要,这些特性是如何由嗅觉神经回路处理的,以及气味如何 受体基因已经进化到优化这种编码。香料的结构与结构之间的关系 (化学空间),气味受体的序列,潜在的时空活动模式 大脑(神经元空间)和感知气味质量(感知空间)一直难以捉摸。一种高效的 连接嗅觉空间的方法将对嗅觉研究产生范式转换效应。 我们的多学科方法将使用尖端的下一代测序技术(FISSEQ, MAPSeq和RNAseq)与功能广域荧光和体内双光子成像一起确定 表达特定气味受体(ORs)的嗅觉感觉神经元的功能特性 发现它们与单个肾小球嗅球(OB)、二阶OB输出(二尖瓣/簇状)的联系 并将它们的投影统计数据映射到下游的嗅觉处理大脑区域。使用这些工具, 我们将绘制小鼠嗅球中所有3,500个肾小球的身份和空间布局图 或它们从其接收输入的类型。我们将进一步将ORs的分子身份与它们的肾小球联系起来 以OR/气味结合亲和力矩阵的形式响应数百种气味(>500) 在活体内可光学访问的肾小球(~500)。在相同的样本中,我们将跟踪数千人 (>1,000/实验)单个嗅球投射到它们的输入肾小球和它们的目标脑区 通过在活体内通过多光子成像将它们与气味调谐相关的RNA条形码。 我们的方法将弥合ORS的分子生物学和神经生理学之间的差距,并将 开启了一个理解嗅觉功能基础的新时代。它将允许前所未有的分辨率和 用于确定数百种气味的OR-配体相互作用的吞吐量,以及数十种气味的连接性 在一个样本中同时有数千个单个神经元。所获得的数据将使研究或- 配基相互作用,将气味的化学特性与嗅觉联系起来,并构建 用于即时生物医学应用的人造鼻子设备,包括疾病诊断。

项目成果

期刊论文数量(2)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Dinu Florentin ALBEANU其他文献

Dinu Florentin ALBEANU的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Dinu Florentin ALBEANU', 18)}}的其他基金

Understanding the neuronal mechanisms of closed-loop olfaction
了解闭环嗅觉的神经机制
  • 批准号:
    10578521
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 106.53万
  • 项目类别:
Understanding the neuronal mechanisms of closed-loop olfaction
了解闭环嗅觉的神经机制
  • 批准号:
    10708995
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 106.53万
  • 项目类别:
Understanding the Logic of the Brain-Wide Olfactory Bulb Projectome
了解全脑嗅球投影组的逻辑
  • 批准号:
    10597059
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 106.53万
  • 项目类别:
Understanding the logic of the brain-wide olfactory bulb projectome
了解全脑嗅球投射组的逻辑
  • 批准号:
    10378557
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 106.53万
  • 项目类别:
Understanding the roles of cortico-bulbar feedback in odor identification
了解皮质球反馈在气味识别中的作用
  • 批准号:
    9217633
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 106.53万
  • 项目类别:
Understanding the roles of cortico-bulbar feedback in odor identification
了解皮质球反馈在气味识别中的作用
  • 批准号:
    9106954
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 106.53万
  • 项目类别:
Short axon cells implement gain control in the mouse olfactory bulb
短轴突细胞在小鼠嗅球中实现增益控制
  • 批准号:
    8581548
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    $ 106.53万
  • 项目类别:
Short axon cells implement gain control in the mouse olfactory bulb
短轴突细胞在小鼠嗅球中实现增益控制
  • 批准号:
    8688984
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    $ 106.53万
  • 项目类别:
Electrophysiological Analysis of Olfactory Representations in Drosophila
果蝇嗅觉表征的电生理分析
  • 批准号:
    9054828
  • 财政年份:
    2010
  • 资助金额:
    $ 106.53万
  • 项目类别:
Electrophysiological Analysis of Olfactory Representations in Drosophila
果蝇嗅觉表征的电生理分析
  • 批准号:
    8888697
  • 财政年份:
    2010
  • 资助金额:
    $ 106.53万
  • 项目类别:

相似国自然基金

靶向递送一氧化碳调控AGE-RAGE级联反应促进糖尿病创面愈合研究
  • 批准号:
    JCZRQN202500010
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
对香豆酸抑制AGE-RAGE-Ang-1通路改善海马血管生成障碍发挥抗阿尔兹海默病作用
  • 批准号:
    2025JJ70209
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
AGE-RAGE通路调控慢性胰腺炎纤维化进程的作用及分子机制
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2024
  • 资助金额:
    0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
甜茶抑制AGE-RAGE通路增强突触可塑性改善小鼠抑郁样行为
  • 批准号:
    2023JJ50274
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
蒙药额尔敦-乌日勒基础方调控AGE-RAGE信号通路改善术后认知功能障碍研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    33 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
LncRNA GAS5在2型糖尿病动脉粥样硬化中对AGE-RAGE 信号通路上相关基因的调控作用及机制研究
  • 批准号:
    n/a
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    10.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
围绕GLP1-Arginine-AGE/RAGE轴构建探针组学方法探索大柴胡汤异病同治的效应机制
  • 批准号:
    81973577
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    55.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
AGE/RAGE通路microRNA编码基因多态性与2型糖尿病并发冠心病的关联研究
  • 批准号:
    81602908
  • 批准年份:
    2016
  • 资助金额:
    18.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
高血糖激活滑膜AGE-RAGE-PKC轴致骨关节炎易感的机制研究
  • 批准号:
    81501928
  • 批准年份:
    2015
  • 资助金额:
    18.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

Collaborative Research: Resolving the LGM ventilation age conundrum: New radiocarbon records from high sedimentation rate sites in the deep western Pacific
合作研究:解决LGM通风年龄难题:西太平洋深部高沉降率地点的新放射性碳记录
  • 批准号:
    2341426
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 106.53万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Collaborative Research: Resolving the LGM ventilation age conundrum: New radiocarbon records from high sedimentation rate sites in the deep western Pacific
合作研究:解决LGM通风年龄难题:西太平洋深部高沉降率地点的新放射性碳记录
  • 批准号:
    2341424
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 106.53万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
PROTEMO: Emotional Dynamics Of Protective Policies In An Age Of Insecurity
PROTEMO:不安全时代保护政​​策的情绪动态
  • 批准号:
    10108433
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 106.53万
  • 项目类别:
    EU-Funded
The role of dietary and blood proteins in the prevention and development of major age-related diseases
膳食和血液蛋白在预防和发展主要与年龄相关的疾病中的作用
  • 批准号:
    MR/X032809/1
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 106.53万
  • 项目类别:
    Fellowship
Atomic Anxiety in the New Nuclear Age: How Can Arms Control and Disarmament Reduce the Risk of Nuclear War?
新核时代的原子焦虑:军控与裁军如何降低核战争风险?
  • 批准号:
    MR/X034690/1
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 106.53万
  • 项目类别:
    Fellowship
Walkability and health-related quality of life in Age-Friendly Cities (AFCs) across Japan and the Asia-Pacific
日本和亚太地区老年友好城市 (AFC) 的步行适宜性和与健康相关的生活质量
  • 批准号:
    24K13490
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 106.53万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Discovering the (R)Evolution of EurAsian Steppe Metallurgy: Social and environmental impact of the Bronze Age steppes metal-driven economy
发现欧亚草原冶金的(R)演变:青铜时代草原金属驱动型经济的社会和环境影响
  • 批准号:
    EP/Z00022X/1
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 106.53万
  • 项目类别:
    Research Grant
ICF: Neutrophils and cellular senescence: A vicious circle promoting age-related disease.
ICF:中性粒细胞和细胞衰老:促进与年龄相关疾病的恶性循环。
  • 批准号:
    MR/Y003365/1
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 106.53万
  • 项目类别:
    Research Grant
Doctoral Dissertation Research: Effects of age of acquisition in emerging sign languages
博士论文研究:新兴手语习得年龄的影响
  • 批准号:
    2335955
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 106.53万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Shaping Competition in the Digital Age (SCiDA) - Principles, tools and institutions of digital regulation in the UK, Germany and the EU
塑造数字时代的竞争 (SCiDA) - 英国、德国和欧盟的数字监管原则、工具和机构
  • 批准号:
    AH/Y007549/1
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 106.53万
  • 项目类别:
    Research Grant
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了