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Worms kann Hinweise auf neurologische Erkrankungen Halten

2012-08-08 2
   
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résuméDie Nematoden C. elegans unter dem Mikroskop (abgebildet mit hellem Licht). Credit: Paschalis Kratsios, Columbia University Diese Hinter den Kulissen Artikel wurde Livescience in Partnerschaft mit der National Science Foundation zur Verfügung gestell
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Worms kann Hinweise auf neurologische Erkrankungen Halten




Die Nematoden C. elegans unter dem Mikroskop (abgebildet mit hellem Licht).

Credit: Paschalis Kratsios, Columbia University


Diese Hinter den Kulissen Artikel wurde Livescience in Partnerschaft mit der National Science Foundation zur Verfügung gestellt.

Basiru Leigh Peers in ein Mikroskop im Labor von Oliver Hobert von der Columbia University in New York. Leigh prüft mutierten Boden Würmer aus einer Spezies wie C. bekannt elegans.

"Da! Siehst du?" er rief aus. "Sie bewegen sich ungewöhnlich - in einem Kreis anstelle einer U-Form." Diese unkoordinierte Bewegung ist ein Symptom für die Motoneuronerkrankung 'Würmer; Leigh versucht, die Ursache zu finden. Seine Hypothese: zwei Transkriptionsfaktoren, Proteine, die die Expression anderer Gene regulieren, spielen eine Rolle bei der anormale Bewegungen "mutierten Würmer.

Einige der drängendsten und schreckliche Krankheiten des Menschen, wie Spinale Muskelatrophie und Amyotrophe Lateralsklerose, sind neurologische Störungen, die aus der Degeneration und den Tod von motorischen Neuronen führen, die Zellen, die Muskelaktivität zu steuern wie Sprechen, Gehen, Atmen und Schlucken.

die Ursachen dieser Erkrankungen zu verstehen wäre ein Vorteil der Forschung findet in Hobert Labor an der Columbia sein. Unter Hobert Führung, Postdocs und Doktoranden - und eine Handvoll von jüngeren Schülern wie Leigh - versuchen , herauszufinden, wie Neuronen entwickeln und differenzieren in C. elegans, eine mikroskopische worm deren Nervensystem ist analog in vielerlei Hinsicht dem des Menschen.

Leigh hat die Möglichkeit, in Hobert Labor dank Harlem Children Society zu arbeiten, ein NSF-finanzierten Programms 10 Jahre erstellt vor von Sat Bhattacharya, ein Molekulargenetiker am Memorial Sloan Kettering.

Das Ziel der Non-Profit ist mit geringem Einkommen und Minderheit Schüler zu fördern (95 Prozent Minderheit, mehr als 58 Prozent weiblich) zu verfolgen Karrieren in der Wissenschaft, Technologie, Ingenieurwesen und Mathematik (STEM) und verwandter Disziplinen durch eine einzigartige , hands-on-Programm, das Forschungspraktika bei führenden Institutionen und wöchentliche Workshops und Seminare bezahlt umfasst.

Harlem Children Society begann in New York City, sondern hat sich erweitert und angepasst sein Programm auf die lokalen Bedürfnisse in ländlichen und städtischen Standorten in den Vereinigten Staaten und der ganzen Welt treffen.

Leigh begann vor fünf Jahren mit Harlem Children Society, als er 15 Jahre alt war und Eintritt in seinem zweiten Jahr in der Bronx Hochschule für Medical Science. Er schreibt das Programm mit seinem Erfolg am City College, wo er gerade sein zweites Jahr mit einem Doppel-Dur in der Biologie und Informatik abgeschlossen.

In diesem Sommer ist Leigh einer von zwei Harlem Children Society Studenten in Hobert Labor arbeiten. Leigh arbeitet unter der direkten Anleitung von Paschalis Kratsios, Post-Doc, deren Forschung konzentriert sich auf die Rolle von mehreren Transkriptionsfaktoren in Motoneuron-Entwicklung und das Überleben. Transkriptionsfaktoren sind kritisch wegen ihrer Rolle, die Expression von so vielen anderen Genen regulieren. Ein Verständnis, wie sie funktionieren könnte es Wissenschaftlern ermöglichen, den Prozess der Neuron Entwicklung zu steuern und letztlich Therapien für neurologische Erkrankungen wie Parkinson, Alzheimer und Amyotrophe Lateralsklerose finden.

Kratsios entworfen hat ein einfaches , aber wichtiges Projekt, Leigh während der 12-wöchigen Dauer seines mentorship abschließen kann: eine Studie von Transkriptionsfaktoren Vab-15 und Zag-1 und ihre Rolle bei den Bewegungen von C. Koordinierung der elegans.

C. elegans ist ein besonders nützlicher Organismus für neurologische Forschung , weil sie eine einfache Nervensystem (insgesamt 312 Neuronen) und einen dreitägigen Entwicklungszyklus. Es hat auch transparente Haut, die hilfreich ist, wenn der Motor Neuronen unter dem Mikroskop zu untersuchen.

Leigh begann seine Forschung an der Rolle des Transkriptionsfaktors Zag-1 sucht einen grundlegenden genetischen Experiment verwendet wird. Erstens gezüchtet er genetisch normalen Würmer, deren motorische Neuronen wurden mit grün fluoreszierendem Proteine ​​(GFPs) markiert, mit mutierten Würmer Zag-1 fehlt. Dann getrennt Leigh die Nachkommen aus den gleichen unkoordinierte Bewegungen wie ihre mutierten Eltern demonstrieren. Die motorischen Neuronen der Nachkommen wurden jetzt alle mit GFPs markiert und ein leuchtstoff Mikroskop, Leigh konnte, sie zu zählen, um herauszufinden, ob die unkoordinierte Nachkommen weniger Motorneuronen als ihre normalen Eltern hatten.

Leigh, der Befund war überraschend: die unkoordinierte Nachkommen alle ihre motorischen Neuronen hatte. Leigh konnte nun zu schließen, daß das Fehlen von Zag-1 nicht das Überleben von motorischen Neuronen beeinflussen. Die unkoordinierte Bewegungen der mutierten Würmer anstelle von einigen oder allen der motorischen Neuronen nicht richtig funktionieren führen könnte. Aber genau das, was Art und Weise sind sie dysfunktional? Diese Frage ist, was Leigh in der nächsten Phase seiner Forschung zu beantworten will.

Zur Beantwortung es wird Leigh einen anderen genetischen Experiment durchführen. Dieses Mal wird er mit normalen Würmer Zag-1-Mutante Würmer züchten nur GFPs aktiviert Lager, wenn der Motor Neuronen ihre Neurotransmitter freisetzen. Leigh erwartet, dass, wenn er die unkoordinierte Nachkommen dieser neuen Paarung untersucht, werden einige ihrer motorischen Neuronen nicht mit GFP leuchten. Dieses Ergebnis würde zeigen , dass die Abwesenheit von Zag-1 den Neurotransmitter Stoffwechselweg in C. wirkt elegans 'Motorneuronen.

Leigh sagte, die Erfahrung in einem echten Labor mit einem Mentor arbeitet, ist von unschätzbarem Wert: "Dr. Kratsios alles im Detail erklärt - ich habe so viel mehr über Genetik hier gelernt, als in der Klasse." Und er ist begeistert über die Gelegenheit, seine eigene Forschung zu betreiben: "In meinem Alter, diese Chance zu bekommen, meine eigene Forschung zu tun ... es ist das Beste."

Aber für Leigh, der hofft, eines Tages ein Neurochirurg zu sein, die aufregendste Sache über die Erfahrung in der Forschung beteiligt, die eines Tages zu Behandlungen für Krankheiten wie Parkinson beitragen könnte. "Muhammad Ali einer meiner Helden ist", sagte Leigh, "so ist es wirklich cool ist, etwas zu tun, die ihn eines Tages helfen könnte."

Anmerkung des Herausgebers: Diese Arbeit wurde von der National Science Foundation (unterstützte NSF ), die Bundesagentur beauftragt die Finanzierung der Grundlagenforschung und Bildung in allen Bereichen der Wissenschaft und Technik. Alle Meinungen, Erkenntnisse und Schlussfolgerungen oder in diesem Material ausgedrückt Empfehlungen sind die des Autors und spiegeln nicht unbedingt die Ansichten der National Science Foundation. Siehe Hinter den Kulissen Archiv.

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