2021-11-02 17:39:44
Die Forscher schufen erstmals genetische Linien mutierter C. elegans, die Neuropeptide aus dem Hydra-Gehirn exprimierten und so eine künstliche Synapse schufen, die einen Verhaltensschaltkreis im Wurm neu verdrahtete. Da keine der anderen Synapsen im Gehirn außer denen, die mit dem Hydra-Rezeptor und dem Neuropeptid ausgestattet sind, den "Befehl" hören konnte, war es, als würde man ihnen ein Handy geben, damit sie kommunizieren konnten.
"Diese neuromodulatorischen Peptide ermöglichen eine Kommunikation auf Distanz", sagte MBL-Fellow Daniel Colón-Ramos von der Yale University School of Medicine. "Sie geben einem als Forscher mehr Flexibilität, um Neuronen zu manipulieren, die nicht nebeneinander liegen. Colón-Ramos, Seniorautor der Studie, war Postdoc-Berater des Erstautors der Studie, des ehemaligen MBL Grass Fellow Josh Hawk. Die Arbeiten und Analysen wurden am MBL und an der Yale University in Colón-Ramos' Labor durchgeführt.
Die Forscher verwendeten eine mutierte Linie von C. elegans, der die neuronale Verbindung fehlte, die ein bestimmtes Verhalten steuert - ein Verhalten, das ihnen mitteilt, dass sie satt sind und aufhören müssen, nach Nahrung zu suchen. Indem sie Gene, die für ein Neuropeptid und seinen Rezeptor aus Hydra kodieren, in den C. elegans-Wurm einpflanzten, konnten die Forscher den neuronalen Schaltkreis, der dieses Verhalten steuert, wiederherstellen. Sie erzeugten zwei getrennte genetische Linien - eine, die das Neuropeptid enthielt, und eine, die den Rezeptor enthielt. Die Nachkommen des Paares enthielten den vollständigen neuronalen Peptidpfad. Hawk zufolge ist dies jedoch nur ein möglicher Weg, auf den man sich konzentrieren sollte.
https://phys.org/news/2021-09-team-rewires-behavioral-circuit-worm.html
Die Verbindung zwischen Neuronen und Immunität: Lektionen von Hydra
Unter Verwendung von Hydra als experimentellem Modellorganismus definieren die Autoren die molekulare Identität einer einzigartigen Gruppe von Neuronen, die für die rhythmischen Kontraktionen des Körpers verantwortlich sind, und geben Einblick in die Immunmechanismen, die sie (und andere Neuronen) zur Regulierung der mikrobiellen Umgebung des Tieres einsetzen. Diese Ergebnisse zeigen bemerkenswerte #Ähnlichkeiten #zwischen den Schrittmacheraktivitäten des #Hydra-#Nervensystems #und dem #Nervensystem #des #Darms #von #Wirbeltieren (einschließlich des Menschen) und tragen zu unserem Verständnis der #Interaktion zwischen #Mikrobiota und #Wirtsorganen bei.
Hydra, ein Süßwasser-Metazoon des Stammes der Nesseltiere, wurde erstmals in den 1740er Jahren im Labor untersucht (3), als der Schweizer Naturforscher Abraham Trembley entdeckte, dass die Halbierung des Körpers dieses Tieres zur Erzeugung von zwei normalen Tieren führte. Dieses enorme Potenzial bot einzigartige Vorteile für die wissenschaftliche Forschung, und in der Tat diente Hydra als hervorragendes Modellsystem für die Erforschung der molekularen Grundlagen von Regeneration und Alterung (4). Aber auch für die neurowissenschaftliche Forschung bietet Hydra einzigartige Vorteile. Ihr Nervensystem ist ein anatomisch einfaches Netzwerk von Sinnes- und Ganglionneuronen, die eine Reihe von Verhaltensweisen steuern, darunter auch spontane Körperkontraktionen (5, 6). Bemerkenswerterweise erinnern die anatomische Organisation und die funktionelle Leistung des Nervensystems von Hydra an die intrinsischen neuronalen Netzwerke des Magen-Darm-Trakts von Wirbeltieren, die als enterisches Nervensystem (ENS) bekannt sind. Das ENS ist eine Ansammlung von Nervenzellen innerhalb der Darmwand, die in den Ganglien des Plexus myentericus und des Plexus submucosus organisiert sind (7) und die meisten Darmfunktionen regulieren, einschließlich der Koordination der Kontraktionen der glatten Muskulatur, der Grundlage der Darmperistaltik (8).
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