- Tytuł:
-
Role of selected PSD-93 isoforms in spontaneous synaptic transmission in hippocampal CA1 pyramidal neurons.
Role of different PSD-93 isoforms in spontaneous synaptic transmission in hippocampal CA1 pyramidal neurons.
Rola wybranych izoform białka PSD-93 w samorzutnej neurotransmisji w neuronach piramidalnych regionu CA1 hipokampa. - Autorzy:
- Kitlińska, Agata
- Opis:
-
Receptory AMPA mają kluczowy wpływ na siłę synapsy a zmiana ich rozpowszechnienia w synapsach stanowi podstawę wielu form plastyczności. Występowanie receptorów AMPA w synapsie regulowane jest przez rodzinę białek DLG-MAGUK, do której należą białka PSD-95, SAP97, SAP102 i PSD-93. PSD-93 jest najbardziej zróżnicowane. Występuje sześć N-terminalnych lizoform tego białka, w różny sposób wpływających na transmisję synaptyczną poprzez receptory AMPA. W niniejszej pracy położono nacisk na analizę mechanizmów działania trzech izoform białka PSD-93: PSD-93α2, PSD-93δ oraz PSD-93ε.Do neuronów piramidowych regionu CA1 hipokampa dostarczona została sekwencja shRNA z wykorzystaniem transferu genów poprzez lentywirusy. Działanie takie miało na celu wyciszenie ekspresji PSD-95, najważniejszego białka rodziny DLG-MAGUK. Następnie wprowadzano kolejno PSD-95 oraz badane izoformy białka PSD-93 w celu zbadania, czy zostanie przywrócona funkcja białka PSD-95 oraz porównania różnicy w działaniu poszczególnych izoform. Pomiar prowadzono przy pomocy metody whole-cell voltage-clamp która umożliwia zarejestrowanie sygnałów mEPSC (miniature excitatory postsynaptic current). Analizie poddane zostały amplituda i częstotliwość pojawiania się sygnałów. Amplituda mEPSC mówi o sile synapsy, natomiast częstotliwość o prawdopodobieństwie pojawienia się spontanicznej transmisji lub o stosunku aktywnych i cichych synaps. Na podstawie wyników wcześniejszych badań wyciągnięto wnioski, iż zmiana ilości białek DLG-MAGUK nie wpływa na prawdopodobieństwo spontanicznej transmisji. Wyciszenie ekspresji białka PSD-95 zmniejsza natomiast liczbę aktywnych synaps, a nie ma wpływu na siłę pojedynczej synapsy. Podobnie, wprowadzenie PSD-95 do komórki z równoczesnym wyciszeniem ekspresji tegoż białka, powodowało znaczny wzrost liczby synaps powyżej poziomu pierwotnego, nie zmieniało natomiast siły ich działania. Ekspresja PSD-93α2 pozostaje bez wpływu na parametry otrzymane poprzez wyciszenie. Odwrotny efekt związany jest z ekspresją PSD-93δ. Białko to zwiększa liczbę aktywnych synaps do poziomu podstawowego, przez co zachowuje się podobnie do PSD-95, obserwowany efekt jest jednak słabszy. PSD-93ε z kolei nie tylko zwiększa ilość aktywnych synaps do poziomu podstawowego, ale dodatkowo wzmacnia siłę ich działania.
AMPARs (AMPA receptors) are crucial players in determining the strength of glutamatergic synaptic connections. Modulation of their abundance in the synapses is a major mechanism of different forms of synaptic plasticity. Their abundance is controlled by the DLG-MAGUK family of proteins that act as a scaffold for AMPARs in the postsynaptic sites. The family consists of PSD-95, SAP97, SAP102 and PSD-93. PSD-93 is the most diverse family member and its six N-terminal isoforms have different effects on AMPAR neurotransmission. In this thesis I assessed the mechanism of function of three isoforms of PSD-93: PSD-93α2, PSD-93δ and PSD-93ε. Via virus-mediated gene transfer I delivered shRNA to the CA1 hippocampus pyramidal neurons. The sequence silences expression of PSD-95, the major member of the DLG-MAGUK family, reducing the number of active synapses. I simultaneously expressed exogenous PSD-95 and different isoforms of PSD-93 to see whether they can rescue the function of PSD-95 and if there are mechanistic differences between them. To evaluate it I recorded mEPSCs (miniature excitatory postsynaptic currents) using the whole-cell voltage-clamp technique. The amplitudes and frequency of the events was analyzed. The amplitudes reflect the strength of the connection and the frequency informs about release probability or modulation of proportion of AMPAR-lacking (silent) and AMPAR-containing (active) synapses. Based on previous studies it is concluded, that the manipulations on the DLG-MAGUKs abundance do not change release probability, whereas knockdown of PSD-95 decreases the number of active synapses, not affecting the synapse strength. Similarly, by reintroducing exogenous PSD-95 only the active synapse number is significantly increased over the control level. Expression of PSD-93α2 was unable to rescue any of the parameters reduced by the knockdown. Conversely, PSD-93δ rescued those parameters. Its expression increased the number of active synapses to the control level, therefore behaved like PSD-95, but in a lower degree. On the other hand, PSD-93ε not only rescued the active synapses, but also strengthened the synaptic connections. - Dostawca treści:
- Repozytorium Uniwersytetu Jagiellońskiego
Inne