Viral Tracciamento di geneticamente definito circuiti neurali
Summary
Un metodo di tracciare neuroni sinapticamente collegate è descritto. Usiamo specificità TVA di una cella a monte per sondare se una popolazione di cellule riceve input sinaptico da tipi di cellule geneticamente definiti.
Abstract
I metodi classici per studiare i circuiti neuronali sono velocità piuttosto bassa. Transsynaptic virus, in particolare la pseudorabbia (PRV) e del virus della rabbia (RABV), e più recentemente virus della stomatite vescicolare (VSV), per lo studio di circuiti, sta diventando sempre più popolare. Questi metodi di throughput superiori usare virus che trasmettono tra neuroni sia in direzione anterograda o retrograda.
Recentemente, un RABV modificato per monosinaptico retrograda traccia è stata sviluppata. (Figura 1A). In questo metodo, la (G) gene glicoproteina viene eliminato dal genoma virale, e fornita solo in neuroni mirati. Specificità infezione si ottiene sostituendo un G chimerico, composto del dominio extracellulare del ASLV A-glicoproteina e il dominio citoplasmatico del RABV-G (A / RG), per il normale RABV-G 1. Questo G chimerico infetta specificamente le cellule che esprimono il recettore TVA 1. Il gene che codifica TVA può essere delivered con vari metodi 2-8. Dopo RABV-G infezione di un TVA che esprimono neurone, il RABV può trasmettere ad altri neuroni, sinapticamente collegate in senso retrogrado di natura della sua G privato, che era co-espresso con il recettore TVA. Questa tecnica etichetta un numero relativamente elevato di ingressi (5-10%) 2 su un tipo di cellula definito, fornendo un campione di tutti gli ingressi su un tipo di avviamento definito cella.
Recentemente abbiamo modificato questa tecnica da utilizzare VSV come transsynaptic tracciante 9. VSV ha diversi vantaggi, tra cui la rapidità di espressione genica. Qui i dettagli di un nuovo sistema di tracciamento virale utilizzando utile per sondare microcircuiti con risoluzione maggiore VSV. Mentre le strategie originali pubblicati da Wickersham et al. 4 e Beier et al. 9 etichettatura permesso di eventuali neuroni che sul progetto inizialmente-infetti TVA esprimono cellule, qui VSV è stato progettato per trasmettere solo alla TVA-cellule esprimenti (Figura 1B). Il virus viene prima pseudotyped con RABV-G per consentire infezione di neuroni a valle di TVA-neuroni che esprimono. Dopo aver infettato questa prima popolazione di cellule, il virus rilasciato può infettare solo TVA-esprimenti cellule. Perché la diffusione transsynaptic virale è limitata a TVA-esprimenti cellule, presenza di assenza di connettività di tipi cellulari definiti può essere esplorato con alta risoluzione. Un diagramma di flusso sperimentale di questi esperimenti è mostrata in Figura 2. Qui mostriamo un modello di circuito, che di direzione selettività nella retina di topo. Esaminiamo la connettività di starburst cellule amacrine (ZSC) a cellule gangliari della retina (RGC).
Protocol
Discussion
Usando virus per studiare circuiti neurali è un metodo relativamente elevata velocità di analizzare neuroni collegati. Tuttavia, generando sia VSV e virioni RABV non è banale. Anche se il protocollo di cui sopra per il salvataggio virus dal cDNA è fornito, è ancora una bassa probabilità dell'evento. I livelli di ciascuna delle N, P, L e plasmidi bisogno di essere regolato con precisione, e molte prove e repliche deve essere fatto per garantire soccorso virale. La formazione della particella ribonucleotide inco…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Si desidera ringraziare Sean Whelan per l'assistenza con il salvataggio varianti VSV ricombinanti, e Didem Goz e Ryan Chrenek per l'assistenza tecnica. Questo lavoro è stato sostenuto da HHMI (CLC), e # NS068012-01 (KTB).
Materials
| Reagent | Company | Catalogue number | |
| Tissue Culture | |||
| Baby Hamster Kidney (BSRT7) cells | available upon request | ||
| vaccinia (vTF7-3) | available upon request | ||
| pN, pP, pl plasmids | available upon request | ||
| Calcium Chloride | Sigma | C1016 | |
| Magnesium Chloride | Sigma | M8266 | |
| HEK 293T cells | Open Biosystems | HCL4517 | |
| 60 mm TC-Treated Culture Dish | Corning | 430166 | |
| 75 cm2 Rectangular Canted Neck Cell Culture Flask with Vent Cap | Corning | 430641 | |
| Media : DMEM (Dulbecco’s Modified Eagle Medium) | Invitrogen | 12491-015 | |
| 1 M HEPES pH 7.4 | Gibo | 15630-080 | |
| FBS: Fetal Bovine Serum | Gibco | 10437-028 | |
| PKS | Invitrogen | 15140-163 | |
| Lipofectamine 2,000 Transfection Reagent | Invitrogen | 11668-019 | |
| Syringe: 5 ml Luer-Lock syringe | Sigma | Z248010-1PAK | |
| Syringe Filters | Nalgene | 190-2520 | |
| PEI: High Potency Linear PEI | Polysciences | 23966 | |
| Viral Centrifugation | |||
| Corning 150 ml Tube Top Vacuum Filter System, 0.45 μm Pore | Corning | 430314 | |
| Thinwall, Ultra-Clear, 38.5 ml, 25 x 89 mm ultracentrifuge tubes | Beckman-Coulter | 344058 | |
| Ultracentrifuge | Beckman-Coulter | optima XL-80K | |
| SW28 Ultracentrifuge rotor | Beckman-Coulter | 342207 | |
| Mouse Injection | |||
| Capillary micropipets | Drummond | 5-000-2005 | |
| Stereotax | Narishige | SR-5M | |
| Micromanipulator | Narishige | SM-15 | |
| Ump injector | World Precision Instruments | Sys-Micro4 | |
| Four channel microcontroller | World Precision Instruments | UMP3 | |
| M.TXB Bench Motor with C.EMX-1 Dial Control, 115 Volt | Foredom | M.TXB-EM | |
| H.10 Handpiece, Quick Change | Foredom | H.10 | |
| Step Drill, 0.5 mm | Foredom | A-58005P | |
| Microelectrode holder | World Precision Instruments | MEH2S | |
| Ketamine | Henry Schein | 995-2949 | |
| Xylazine | Henry Schein | 4015809TV | |
| Buprenorphine | Henry Schein | 1118217 | |
| 1 ml syringe | Becton-Dickinson | 309628 | |
| 30 gauge injection needle | Becton-Dickinson | 305106 | |
| Protective Ophthalmic Ointment | Doctors Foster and Smith | 9N-014748 | |
| Ethanol | Sigma | 493511 | |
| Iodine | Sigma | PVP1 | |
| Surgery and Dissection tools | |||
| Scissors | Fine Science Tools | 91402-12 | |
| Standard Forceps | Fine Science Tools | 11000-12 | |
| Fine Forceps | Fine Science Tools | 11255-20 | |
| Vannas spring scissors | Fine Science Tools | 15000-00 | |
| Scalpel handle | Fine Science Tools | 10003-12 | |
| Scalpel blades | Fine Science Tools | 10015-00 | |
| Sutures | Robbins Instruments | 20.SK640 | |
| Dissection and antibody staining | |||
| paraformaldehyde | Sigma | P6148 | |
| Phosphate Buffered Saline | Sigma | P4417 | |
| Triton X-100 | Sigma | T9284 | |
| Donkey Serum | Jackson Immunoresearch | 017-000-121 | |
| Antibodies | |||
| Antibodies | millipore | AB144P | |
| Anti-gfp | Abcam | ab13970 | |
| Donkey anti-chicken Dylight 488 | Jackson immunoresearch | 703-545-155 | |
| Donkey anti-chicken Alexa Fluor 647 | Jackson immunoresearch | 705-605-147 | |
| DAPI | Invitrogen | D1306 | |
| Tissue mounting | |||
| Superfrost plus microscope slides | Fisher | 12-550-100 | |
| Cover glass 22 x 22, 0 thickness | Electron Microscopy Sciences | 72198-10 | |
| Silicone elastomer | Rogers Corp | HT-6220 | |
| Clear nail polish | Electron Microscopy Sciences | 72180 | |
| Prolong Gold antifade reagent | Invitrogen | P36930 |
References
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