Die York University nutzt Axon Patch-Clamp Instrumente, um die Rolle von Pannexin-Kanälen bei der Epilepsie zu erforschen
UNTERNEHMEN/UNIVERSITÄT
York University
TEAM-MITGLIEDER
Georg Zoidl
Paige Whyte-Fagundes
VERWENDETE PRODUKTE
MultiClamp 700B Mikroelektroden-Verstärker
Axon Digidata 1550B Low-Noise Data Acquisition System plus HumSilencer
pCLAMP 11 Software-Suite
Die Herausforderung
Das Zoidl-Labor an der York University in Kanada erforscht die Rolle von Pannexin-Kanälen im Nervensystem sowohl im physiologischen als auch im pathologischen Zusammenhang. Als Modellorganismus nutzt das Labor primär die Larven von Zebrabärblingen für seine Forschung.
Der Schwerpunkt liegt darauf, einen in der Literatur diskutierten Konflikt über die Rolle von Pannexin-1 (Panx1) bei Krampfanfällen beizulegen, der bereits über das ganze letzte Jahrzehnt hinweg schwelt.
Indem das Zoidl-Labor die Vorteile der Gen-Editierung nutzte, veränderte das Team die panx1-Gene so, dass Loss-of-function-Mutationen erzeugt wurden, und etablierte ein Epilepsiemodell mit Zebrabärblingen, um die Frage zu beantworten, ob Panx1-Kanäle bei Krampfanfällen eine besondere Rolle spielen. Mit Werkzeugen der Elektrophysiologie zeichneten sie in ausgewählten neuronalen Netzwerken von 6 bis 7 Tage alten Zebrabärblingslarven in vivo lokale Feldpotentiale auf.
Das Team erhält den neuronalen Schaltkreis während der Aufzeichnungen aufrecht und paart die elektrophysiologischen Daten mit den Ergebnissen von Verhaltensphänotypisierungs-Experimenten, wodurch sie neue Einsichten über die Rolle von Panx1 in der Epilepsie gewinnen können. Wie viele andere Elektrophysiologen müssen auch sie sich mit der Herausforderung auseinandersetzen, mit der sie durch die Interferenz konfrontiert sind, die Zeilenfrequenzrauschen in ihrem Elektrophysiologie-Teststand verursacht.
Die Lösung
Die Axon Digidata 1550A/B HumSilencer-Funktion ermöglicht es dem Team, das 50/60Hz-Zeilenfrequenzrauschen zu beseitigen und das biologische Signal deutlich erkennbar zu machen. Die integrierte, anpassungsfähige HumSilencer-Funktion kann sich mit der Zeit an sich veränderndes Zeilenfrequenzrauschen anpassen. Unter speziellen Umständen kann das anpassungsfähige Erlernen des Rauschens inaktiviert werden, so dass die Rauschmuster während des gesamten Aufzeichnungsverlaufs gespeichert werden können. Das gespeicherte Rauschmuster kann vor oder nach dem Ende jeder Aufzeichnung wieder gelöscht werden.
pCLAMP 11 Software-Suite
Axon Digidata 1550B Low-Noise Data Acquisition System plus HumSilencer
MultiClamp 700B Mikroelektroden-Verstärker
Axon Instruments Patch-Clamp-Verstärker
Verwendete Produkte
Durch die Ausstattung mit vier HumSilencer™-Kanälen ermöglicht Ihnen das Axon™ Digidata® 1550B Low Noise Data Acquisition System bei der Untersuchung zellulärer Netzwerke die Aufzeichnung mehrerer Zellen gleichzeitig, ohne 50/60-Hz-Zeilenfrequenzrauschen. Der MultiClamp™ 700B Microelectrode Amplifier ist ein vielseitiger, computergesteuerter Mikroelektrodenverstärker, der für die Aufzeichnung mit Patch-Voltage-Clamps oder High-Speed-Current-Clamps in derselben Elektrodenverbindungsbox eingesetzt wird. Mit den vielen automatisierten Funktionen und der effektiven Signalaufbereitung ist er für viele Anwendungen ideal, einschließlich Aufzeichnungen mittels High-Speed-Current-Clamps und Patch-Clamps, Voltammetrie / Amperometrie, ionenselektive Messungen und Doppelschicht-Aufzeichnungen.
Die Ergebnisse
Die Senior-Ph.D.-Studentin Paige Whyte-Fagundes hat bei der Etablierung des elektrophysiologischen Aufbaus zur Aufzeichnung der Zebrabärblinge in vivo und der Steuerung des Projekts zur Erforschung von Panx1 in der Epilepsie wesentliche Arbeit geleistet.
Die Mitglieder des Teams beabsichtigen, den aktuellen elektrophysiologischen Aufbau zur Erforschung physiologischer Veränderungen in den neuronalen Kreisläufen der Pannexin-Kanäle über eine Reihe genetisch modifizierter Zebrabärblingslinien hinweg zu nutzen. Bisher waren sie in der Lage, in panx1-Knock-out-Fischen grundlegende Fragestellungen zu den Hirnrhythmen zu adressieren, die mit der visuellen Verarbeitung von Lichtreizen assoziiert sind. Sie haben mithilfe ihres Krampfanfall-Modells außerdem die neuroprotektiven Eigenschaften von Panx1 bestimmt und einen Weg entdeckt, einen von der FDA zugelassenen Wirkstoff zur Verringerung der Krampfanfallaktivität in Zebrabärblingen umzuwidmen.
In einer kürzlich erschienenen Veröffentlichung berichten sie über die Beziehung zwischen dem panx1a-Knock-out in Zebrabärblingen und einem veränderten visuomotorischen Verhalten sowie veränderter dopaminerger Signalgebung. Diese Forschung kombinierte die RNA-Seq-Analyse, Real-Time-PCR, visuell-motorische Verhaltensanalysen und die In-vivo-Elektrophysiologie.
Visuomotor deficiency in panx1a knockout zebrafish is linked to dopaminergic signaling
In ihrem Profil bei ResearchGate können Sie mehr über das Georg-Zoidl-Labor erfahren