Imaging Synaptic Transmission of Individual Active Zones
单个活动区的突触传递成像
基本信息
- 批准号:10318177
- 负责人:
- 金额:$ 38.5万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2014
- 资助国家:美国
- 起止时间:2014-06-01 至 2023-12-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:Action PotentialsAcuteAddressBiological ModelsBiologyBiosensorBirthBrain DiseasesCalcium ChannelChronicCommunicationComplementDataDevelopmentDockingDrosophila genusElementsEventFoundationsGenerationsGlutamate ReceptorGlutamatesHeterogeneityImageIndividualInvestigationLinkMapsMental disordersMethodsMolecularMolecular ProfilingMotor NeuronsNeuromuscular JunctionNeuronsPathway interactionsPopulationPostsynaptic MembraneProbabilityProcessPropertyProteinsRecording of previous eventsResearchResolutionSet proteinSignal TransductionSiteStructural ProteinSynapsesSynaptic TransmissionSynaptic VesiclesSynaptic plasticityTherapeuticTimeTransgenic OrganismsVariantbasedensityexperimental studyhuman diseaseimaging approachinsightintravital imaginglight microscopynervous system disorderneural circuitneurotransmitter releasepresynapticpresynaptic neuronsprotein distributionquantumreconstructionsensorserial imagingsynaptic functionsynaptogenesistooltraffickingvesicular releasevoltage
项目摘要
We propose to use Drosophila as a model system for determining how neurotransmitter release
and plasticity are regulated at individual active zones (AZs). Synaptic vesicle fusion occurs
through a highly probabilistic process, often with only a small percent of action potentials
triggering release from individual AZs. Although AZs largely share the same complement of
proteins, release probability (Pr) is highly variable across different neurons and between AZs of
the same neuron. Indeed, some AZ-specific proteins are non-uniformly distributed, and the
molecular composition of AZs can undergo rapid changes. To date, Ca2+ channel abundance
and Ca2+ influx have been most strongly linked to Pr heterogeneity, though other factors are
likely to contribute as well. The Drosophila neuromuscular junction (NMJ) has emerged as a
robust model system to characterize determinants of Pr. By transgenically expressing GCaMP
Ca2+ sensors targeted to the postsynaptic membrane, single synaptic vesicle fusion events at
individual AZs can be imaged by following spatially localized Ca2+ influx induced upon glutamate
receptor opening. This enabled us to generate Pr maps for evoked and spontaneous fusion for
all AZs, leading to the surprising observation that AZs formed by a single motor neuron have a
heterogeneous distribution of Pr, with neighboring AZs often showing ~50-fold differences in
strength. In addition, 10% of the AZ population supports only spontaneous release, while
another 15% are functionally silent for both evoked and spontaneous fusion. In this proposal, we
will determine how Pr is uniquely set for individual AZs and what molecular, structural, and
developmental variables govern Pr heterogeneity. We will also examine how presynaptic Ca2+
channels traffic to and between AZs, and how plasticity alters these processes. These
approaches should provide new insights into the complement of AZ proteins that functionally
regulate Pr, spontaneous release, and silent synapses, and how they cooperate with
presynaptic Ca2+ channels to set Pr across a functionally diverse set of AZs. Disruptions of
synapse formation and function have been linked to a host of neurological and psychiatric
diseases, reflecting the importance of these processes. The experiments described in this
proposal will generate new insights into important elements that define the strength and release
mode of individual AZs at an unprecedented resolution.
我们建议使用果蝇作为模型系统来确定神经递质释放方式
和可塑性在各个活性区域(AZ)受到调节。发生突触小泡融合
通过高度概率的过程,通常只有一小部分的动作潜力
触发各个可用区的释放。尽管 AZ 大部分具有相同的互补性
蛋白质的释放概率 (Pr) 在不同神经元之间以及 AZ 之间变化很大
同一个神经元。事实上,一些 AZ 特异性蛋白质分布不均匀,并且
AZ 的分子组成可以发生快速变化。迄今为止,Ca2+通道丰度
尽管还有其他因素,但 Ca2+ 流入与 Pr 异质性的联系最为密切。
也有可能做出贡献。果蝇神经肌肉接头(NMJ)已成为一种
稳健的模型系统来表征 Pr 的决定因素。通过转基因表达 GCaMP
Ca2+ 传感器针对突触后膜,单突触小泡融合事件
单个 AZ 可以通过谷氨酸诱导的空间局部 Ca2+ 流入进行成像
受体开放。这使我们能够生成诱发和自发融合的 Pr 图
所有 AZ,导致令人惊讶的观察结果,即由单个运动神经元形成的 AZ 具有
Pr 的异质分布,相邻的 AZ 通常表现出约 50 倍的差异
力量。此外,10%的AZ群体仅支持自发释放,而
另外 15% 对于诱发融合和自发融合在功能上保持沉默。在这个提案中,我们
将确定如何为各个 AZ 独特地设置 Pr,以及什么分子、结构和
发育变量控制 Pr 异质性。我们还将研究突触前 Ca2+
引导流向可用区和可用区之间的流量,以及可塑性如何改变这些过程。这些
方法应该为 AZ 蛋白的补充提供新的见解,这些蛋白在功能上
调节 Pr、自发释放和沉默突触,以及它们如何与
突触前 Ca2+ 通道在一组功能多样的 AZ 中设置 Pr。的干扰
突触的形成和功能与许多神经和精神疾病有关
疾病,反映了这些过程的重要性。本文描述的实验
提案将对定义强度和释放的重要元素产生新的见解
单个 AZ 模式以前所未有的分辨率。
项目成果
期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ patent.updateTime }}
J. TROY LITTLETON其他文献
J. TROY LITTLETON的其他文献
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
{{ truncateString('J. TROY LITTLETON', 18)}}的其他基金
Molecular and Cellular Mechanisms Mediating Structural and Functional Active Zone Maturation
介导结构和功能活性区成熟的分子和细胞机制
- 批准号:
10558751 - 财政年份:2021
- 资助金额:
$ 38.5万 - 项目类别:
Molecular and Cellular Mechanisms Mediating Structural and Functional Active Zone Maturation
介导结构和功能活性区成熟的分子和细胞机制
- 批准号:
10206877 - 财政年份:2021
- 资助金额:
$ 38.5万 - 项目类别:
Molecular and Cellular Mechanisms Mediating Structural and Functional Active Zone Maturation
介导结构和功能活性区成熟的分子和细胞机制
- 批准号:
10352455 - 财政年份:2021
- 资助金额:
$ 38.5万 - 项目类别:
Mechanisms Underlying Glial Regulation of Neuronal Excitability in Drosophila
果蝇神经胶质调节神经元兴奋性的机制
- 批准号:
9805804 - 财政年份:2019
- 资助金额:
$ 38.5万 - 项目类别:
Imaging Synaptic Transmission of Individual Active Zones
单个活动区的突触传递成像
- 批准号:
8852712 - 财政年份:2014
- 资助金额:
$ 38.5万 - 项目类别:
Imaging Synaptic Transmission of Individual Active Zones
单个活动区的突触传递成像
- 批准号:
9229066 - 财政年份:2014
- 资助金额:
$ 38.5万 - 项目类别:
Imaging Synaptic Transmission of Individual Active Zones
单个活动区的突触传递成像
- 批准号:
10542793 - 财政年份:2014
- 资助金额:
$ 38.5万 - 项目类别:
Imaging Synaptic Transmission of Individual Active Zones
单个活动区的突触传递成像
- 批准号:
9883839 - 财政年份:2014
- 资助金额:
$ 38.5万 - 项目类别:
Imaging Synaptic Transmission of Individual Active Zones
单个活动区的突触传递成像
- 批准号:
8751235 - 财政年份:2014
- 资助金额:
$ 38.5万 - 项目类别:
Using Drosophila to Characterize the Molecular Pathogenesis of Autism
利用果蝇来表征自闭症的分子发病机制
- 批准号:
8641724 - 财政年份:2013
- 资助金额:
$ 38.5万 - 项目类别:
相似国自然基金
Tenascin-X对急性肾损伤血管内皮细胞的保护作用及机制研究
- 批准号:82300764
- 批准年份:2023
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
活性脂质Arlm-1介导的自噬流阻滞在儿童T细胞急性淋巴细胞白血病化疗耐药逆转中的作用机制研究
- 批准号:82300182
- 批准年份:2023
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
PHF6突变通过相分离调控YTHDC2-m6A-SREBP2信号轴促进急性T淋巴细胞白血病发生发展的机制研究
- 批准号:82370165
- 批准年份:2023
- 资助金额:49 万元
- 项目类别:面上项目
SGO2/MAD2互作调控肝祖细胞的细胞周期再进入影响急性肝衰竭肝再生的机制研究
- 批准号:82300697
- 批准年份:2023
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
KIF5B调控隧道纳米管介导的线粒体转运对FLT3-ITD阳性急性髓系白血病的作用机制
- 批准号:82370175
- 批准年份:2023
- 资助金额:49 万元
- 项目类别:面上项目
相似海外基金
3D Bioprinting of a Bioelectric Cell Bridge for Re-engineering Cardiac Conduction
用于重新设计心脏传导的生物电细胞桥的 3D 生物打印
- 批准号:
10753836 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 38.5万 - 项目类别:
Elucidation of Nanostructure and Function of Spontaneous GABAergic Transmission at the Inhibitory Synapse
抑制性突触自发 GABA 能传递的纳米结构和功能的阐明
- 批准号:
10750025 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 38.5万 - 项目类别:
Prefrontal circuit mechanisms of repetitive transcranial magnetic stimulation
重复经颅磁刺激的前额电路机制
- 批准号:
10649292 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 38.5万 - 项目类别:
High content analgesic screening from human nociceptors
从人类伤害感受器中筛选高含量镇痛剂
- 批准号:
10578042 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 38.5万 - 项目类别: