Молекулярные механизмы регуляции поведения. Молекулы и поведение

Июль 31, 2022

Главная
Биология
Молекулярные механизмы регуляции поведения. Молекулы и поведение

Содержание

2. Измерение поведения Правильный выбор признака обеспечивает успех выяснения его молекулярной организации. Определение признака должно быть конструктивным
3. Двигательная активность и время нахождения в областях арены Измерение двигательной активности и времени нахождения животного в
4. EthoStudio Установка включает арену, видеокамеру, компьютер и клавиатуру. Изображение арены захватывается видеокамерой с частотой 10-25 к/с,
5. Тест открытое поле Лабораторные грызуны (мыши и крысы) имеют врожденный страх перед открытым и ярко освещенным
6. Измерение тревожности Тест «приподнятый крестообразный лабиринт» - мыши и крысы избегают открытых и небезопасных рукавов. Тест
7. Тест принудительного плавания Предложенный в 1977 г. этот тест является самым распространенным методом оценки антидепрессантной активности
8. Омический подход к исследованию молекулярного механизма поведения Основан на логически обоснованной и очевидной идеи, что поведение
9. Доктрина полигенной регуляции Предложена в 1949 Kenneth Mather и John Jinks. Постулирует, что 1) сложный количественный
11. Классификация мутаций По структуре: По действию: 1. функциональные 2. нейтральные
12. Forward genetics: 1. GWAS 2. QTL analysis Reversed genetics: 1. Null mutations 2. Point mutations Стратегии
13. Техника GWAS
14. Потерянная наследственность (Aulchenko et al., 2009)
15. QTL анализ поведения Самый распространенный и мощный метод генетического картирования сложных признаков. Основан на измерении сцепления
16. QTL анализ. Двигательная активность Моторная активность лежит в основе любого поведенческого акта. Два вида нарушений моторной
17. Гены, определяющие двигательную активность мыши в открытом поле
18. Каталепсия Каталепсия – длительная неподвижность с повышенным тонусом гравитационной мускулатуры, способность сохранять приданную неудобную позу длительное
19. Галоперидоловая каталепсия Галоперидол – наиболее мощный антагонист D2 рецепторов. Препарат вызывает глубокую каталепсию. Галоперидоловая каталепсия –
20. Геномное картирование чувствительности к галоперидолу у мышей
21. Интервальное картирование чувствительности к галоперидолу на хромосомах 1 и 9
22. QTL analysis каталепсии у мышей (Куликов и др., ДАН, 2003) (Kulikov et al., 2008)
23. (Daniel MacArthur, Nature, 2012, 487:427-428) Forward genetics. Заключение 1. Позволяет получить список возможных генов-кандидатов. 2. Не
24. Научный подход Основой современного естествознания служит экспериментальный метод. С древних времен и до XVI века в
25. Связь между поведением и молекулами Между поведением и молекулами имеется сигнальная связь, сформированная в ходе процесса
26. Разнообразие методов и подходов нейрогеномики поведения Фармакологические методы: Изменение концентрации медиаторов (снижение или повышение с помощью
27. Фармакологические методы: Уменьшение концентрации медиатора Разрушение окончаний (нейротоксины). Опустошение везикул (моноамины). Разрушение тел нейронов. (не применимо
28. Увеличение концентрации медиатора Ингибирование ферментов разрушения. Введение релизеров, усиливающих секрецию медиатора (амфетамин, d-фенфлурамин). Ингибирование обратного захвата
29. Фармакология рецепторов Основная информация о роли медиаторов в регуляции поведения получена при введении веществ действующих на
30. Введение препаратов Острое (один раз). Повторное (до 5 раз). Хроническое (более 7 дней). Через рот в
31. Измерение концентрации медиатора In situ на срезах мозга с помощью химических соединений или моноклональных антител. Используется
32. Reversed genetics Запрос на сайте NCBI словосочетания “Animal Model” Ʃ= 600275 Годы Первая трансгенная мышь (1982)
33. Получение нокаутных мышей Инактивирует ген. Получение нокаута: Введение в бластоцисты ДНК гена, инактивированного вставкой устойчивости к
34. Генетический нокаут: за и против Позволяет исследовать значение отдельного гена. Влияние нокаута на поведение в общем
35. Основное противоречие полигенной концепции Один полиген добавляет мало информации о молекулярной структуре поведения. Одновременный анализ всех
36. Гипотеза главного гена корректирует недостатки полигенной гипотезы Гипотеза главного гена возникла как компромисс на главное противоречие
37. Концепция генов-кандидатов Согласуется с концепцией главных генов и является ее реализацией; постулирует, что наследственные изменения поведения
38. Возможные пути от гена к поведению
39. Гены кандидаты, ассоциированные с биполярными психозами БП часто связывают с дисфункцией 5-HT системы мозга
40. Гены кандидаты в психиатрической генетики Главный подход в психиатрической генетике включает изучение ассоциаций между мутациями генов-кандидатов
41. Прогресс, который приносит концепция генов-кандидатов в психиатрию Распространение идей и методов молекулярной биологии в психиатрию, нейробиологию
42. Первая проблема: выбор гена-кандидата из тысяч потенциальных генов Около 10 000 генов экспрессируются в мозге и
43. Вторая проблема: выбор одного полиморфизма из большого числа возможных Результат работы часто зависит от выбора полиморфизма.
44. Протокол исследования генов-кандидатов Идеальный протокол включает: 1. Выбор системы, вовлеченной в регуляцию исследуемого поведения. 2. Выбор
45. 5-HT система мозге SERT and MAOA are targets for antidepressant drugs
46. Функциональные полиморфизмы в генах, регулирующих 5-HT систему человека
47. Ассоциация между геном hTPH2 и психопатологиями Мета анализ с использование большого числа маркеров демонстрирует ассоциацию гена
48. Мышиные модели функциональных мутаций в генах системы человека
49. 1Alenina et al., 2009; 2Angoa-Perez et al., 2012; 3Beaulieu et al., 2008; 4Lesch et al., 2012;
51. Действие антидепрессантов на неподвижность мышей Slc6a4+/+, Slc6a4+/- and Slc6a4-/- в TST
52. Спонтанная межсамцовая агрессия
53. Гены-кандидаты межсамцовой агрессии (Maxson, 1999) Аденозин 2а рецептор Андроген рецептор Кальций/кальмодулин киназа Андроген рецептор Кальций/кальмодулин киназа
54. Выбор полиморфизма C1473G Полиморфизм C1473G приводит к замене Pro447Arg в молекуле ТПГ2 (Zhang et al., 2004)
55. Распределение полиморфизмов C1473G и С1477T в популяциях диких мышей (Osipova et al., Genes Brain Behav, 2010).
56. Ассоциация полиморфизма C1473G с интенсивностью межсамцовой агрессии мышей Самцы 5 линий гомозиготных по C аллелю атаковали
57. Доказательство сцепления полиморфизма c1473g с интенсивностью межсамцовой агрессии
58. Фармакологическое доказательство участия ТПГ2 в регуляции агрессии у мышей Активация синтеза 5-HT L-триптофаном значительно усиливает интенсивность
59. Наследственная каталепсия у крыс ГК В популяции крыс Вистар около 10% животных сохраняют приданную им вертикальную
60. Наследственная каталепсия у мышей и крыс сопровождается локальным увеличением активности ТПГ-2 в стриатуме CBA AKR DD
61. Ингибиторы ТПГ-2 уменьшают время замирания мышей и крыс МЫШИ CBA КРЫСЫ ГК КОНТРОЛЬ p-CMA *** КОНТРОЛЬ
63. Скачать презентацию

Слайд 2

Измерение поведения
Правильный выбор признака обеспечивает успех выяснения его молекулярной организации.
Определение признака

должно быть конструктивным .
Необходим метод однозначного и объективного измерения выраженности признака.
Признак должен быть стабильным и мало зависеть от неконтролируемых условий.
Молекулярный механизм признака должен быть простым - включать небольшое число ключевых звеньев.

Слайд 3

Двигательная активность и время нахождения в областях арены
Измерение двигательной активности и

времени нахождения животного в различных участках арены (например в центре) является необходимым элементом оценки любого поведенческого признака.
Существуют визуальные и автоматические методы измерения движения.
Наиболее точной и универсальной являются компьютерная трассировка перемещения животного. Создателем ее является Л. Нолдус (EthoVision).

Слайд 4

EthoStudio
Установка включает арену, видеокамеру, компьютер и клавиатуру.
Изображение арены захватывается видеокамерой с

частотой 10-25 к/с, оцифровывается, передается в память компьютера и сохраняется на диске.
Проводится покадровый компьютерный анализ положения животного в координатах арены.

Слайд 5

Тест открытое поле
Лабораторные грызуны (мыши и крысы) имеют врожденный страх перед

открытым и ярко освещенным пространством.
Путь, пройденный геометрическим центром животного.
Время нахождения животного в выделенных областях арены.

Слайд 6

Измерение тревожности
Тест «приподнятый крестообразный лабиринт» - мыши и крысы избегают открытых

и небезопасных рукавов.
Тест «свет/темнота» - мыши и крысы предпочитают затемненную половину.

Слайд 7

Тест принудительного плавания
Предложенный в 1977 г. этот тест является самым распространенным

методом оценки антидепрессантной активности (Tecott, 2003).
Основным параметром является время неподвижности животного, помещенного в сосуд с водой.

Слайд 8

Омический подход к исследованию молекулярного механизма поведения
Основан на логически обоснованной и

очевидной идеи, что поведение можно абсолютно точно описать с помощью описания всех молекулярных изменений в каждой клетке организма.
При омическом подходе отпадает необходимость в интерпретациях и гипотезах, результат будет получен весь и сразу.

Слайд 9

Доктрина полигенной регуляции
Предложена в 1949 Kenneth Mather и John Jinks. Постулирует,

что
1) сложный количественный признак контролируется большим количеством полигенов, возможно всем геномом;
2) один полиген оказывает слабое влияние на признак;
3) один полиген может контролировать плейотропно несколько признаков;
4) факторы среды могут модифицировать действия полигенов;
5) возможно существование одного гена или нескольких генов с более выраженным эффектом на признак.

Слайд 10

Слайд 11

Классификация мутаций
По структуре:
По действию:
1. функциональные
2. нейтральные

Слайд 12

Forward genetics:
1. GWAS
2. QTL analysis
Reversed genetics:
1. Null mutations
2. Point mutations
Стратегии

изучения генетической структуры
поведения

Слайд 13

Техника GWAS

Слайд 14

Потерянная наследственность
(Aulchenko et al., 2009)

Слайд 15

QTL анализ поведения
Самый распространенный и мощный метод генетического картирования сложных признаков.
Основан

на измерении сцепления признака с серией полиморфных микросателлитов, покрывающих геном.
QTL - область генома с высоким сцеплением анализируемого признака.
Нейрогены, локализованные в QTL, рассматриваются как гены-кандидаты.

Слайд 16

QTL анализ. Двигательная активность
Моторная активность лежит в основе любого поведенческого акта.
Два

вида нарушений моторной активности : акинезия/гиперкинезия и дискинезия.
Дискинезия связана с нарушениями координаций движения, которые проявляются в виде тиков, тремора, танцующих движений, кататонии и стереотипии.

Слайд 17

Гены, определяющие двигательную активность мыши в открытом поле

Слайд 18

Каталепсия
Каталепсия – длительная неподвижность с повышенным тонусом гравитационной мускулатуры, способность сохранять

приданную неудобную позу длительное время.

Слайд 19

Галоперидоловая каталепсия
Галоперидол – наиболее мощный антагонист D2 рецепторов.
Препарат вызывает глубокую каталепсию.
Галоперидоловая

каталепсия – модель вызванного нейролептиками расстройства экстрапирамидной функции

Слайд 20

Геномное картирование чувствительности к галоперидолу у мышей

Слайд 21

Интервальное картирование чувствительности к галоперидолу на хромосомах 1 и 9

Слайд 22

QTL analysis каталепсии у мышей
(Куликов и др., ДАН, 2003)
(Kulikov et al.,

2008)

Слайд 23

(Daniel MacArthur, Nature, 2012, 487:427-428)
Forward genetics. Заключение
1. Позволяет получить список возможных

генов-кандидатов.
2. Не позволяет изучать взаимодействие между генами.
3. Высокий риск ложных позитивов.
4. Результаты forward genetics должны быть подтверждены reversed genetics.

Слайд 24

Научный подход
Основой современного естествознания служит экспериментальный метод.
С древних времен и до

XVI века в науке господствовал догматический метод, который отрицал индукцию как способ познания. Познание возможно только дедуктивным развитием исходных положений.
Ф. Бэкон критиковал догматический метод и пытался заменить его эмпирическим – первым ввел понятие эксперимента. В его представлениях была недооценка роли дедукции.
Г. Галилей первым сделал попытку объединить дедуктивный и эмпирический подходы. Он впервые использовал эксперимент для проверки теоретических положений.
К. Попер завершил это объединение и создал современную теорию научного познания.
Р. Фишер, Ю. Ньюман и Э. Пирсон ввели статистическую проверку гипотез.

Слайд 25

Связь между поведением и молекулами
Между поведением и молекулами имеется сигнальная связь,

сформированная в ходе процесса эволюции.
Системы молекулярных механизмов регулирующих поведение максимально вырожденные. Имеется избыточность и существует множество дублирующих механизмов.
Плейротропия - одна и та же молекулярная система участвует в регуляции многих форм поведения.
Полигения - любая форма поведения регулируется многими генами если не всем геномом.

Слайд 26

Разнообразие методов и подходов нейрогеномики поведения
Фармакологические методы:
Изменение концентрации медиаторов (снижение или

повышение с помощью фармакологических методов или введением экспрессирующихся векторов).
Воздействие на рецепторы медиаторов (введением агонистов или антагонистов или изменение уровня рецепторов с помощью экспрессирующихся векторов)
Нейрохимические методы:
Измерение нейрохимических показателей.
Изучение секреции медиаторов.
Методы обратной генетики:
Изучение генов-кандидатов
Трансгенные и нокаутные мыши.

Слайд 27

Фармакологические методы: Уменьшение концентрации медиатора
Разрушение окончаний (нейротоксины).
Опустошение везикул (моноамины).
Разрушение тел нейронов.

(не применимо для ацетилхолина, глутамата и ГАМК).
Ингибирование ключевых ферментов синтеза медиатора.

Слайд 28

Увеличение концентрации медиатора
Ингибирование ферментов разрушения.
Введение релизеров, усиливающих секрецию медиатора (амфетамин, d-фенфлурамин).
Ингибирование

обратного захвата медиатора.
Добавление метаболического предшественника.

Слайд 29

Фармакология рецепторов
Основная информация о роли медиаторов в регуляции поведения получена при

введении веществ действующих на рецепторы.
Лиганд – соединение, специфически связывающееся с рецептором (Kd<10-8 M).
Селективность определяется сравнением Kd для различных рецепторов.
Агонисты – соединения, активирующие рецепторы.
Антагонисты – соединения, ингибирующие рецепторы.

Слайд 30

Введение препаратов
Острое (один раз).
Повторное (до 5 раз).
Хроническое (более 7 дней).
Через рот

в питьевой воде, в корме или через зонд.
Внутрибрюшинное.
Системное – внутривенное.
Внутричерепное.
Доза в мкг для внутричерепного и в мг/кг веса для остальных способов введения.

Слайд 31

Измерение концентрации медиатора
In situ на срезах мозга с помощью химических соединений

или моноклональных антител. Используется для картирования нейронов в мозге.
In vitro медиатор эктрагируют из ткани мозга и его концентрацию определяют в растворе:
флуориметрически после специфической обработки,
радиоферментным методом после введения радиоактивной метки в молекулу медиатора с помощью специфических ферментов и
с помощью жидкостной хроматографии высокого давления.
Секреция медиатора методом микродиализа.

Слайд 32

Reversed genetics
Запрос на сайте NCBI словосочетания “Animal Model”
Ʃ= 600275
Годы
Первая трансгенная

мышь (1982)

Первая нокаутная мышь (1989)

1965

2015

Слайд 33

Получение нокаутных мышей
Инактивирует ген.
Получение нокаута:
Введение в бластоцисты ДНК гена, инактивированного вставкой

устойчивости к неомицину.
В результате рекомбинации у части бластоцистов нормальный ген заменяется на дефектный.
Селекция устойчивых к неомицину бластоцистов.
Введение измененных клетов в бластулу реципиента.
Отбор химерных животных и их гомозиготизация.

Слайд 34

Генетический нокаут: за и против
Позволяет исследовать значение отдельного гена.
Влияние нокаута на

поведение в общем совпадает с эффектами антагонистов.
Позволяет выявить молекулярные механизмы действия препаратов.
В ряде случаев приводит к открытию новых генов (tph2).
Активация компенсаторных механизмов.
Трудно создать адекватный контроль.

Слайд 35

Основное противоречие полигенной концепции
Один полиген добавляет мало информации о молекулярной структуре

поведения.
Одновременный анализ всех возможных полигенов, ассоциированных с исследуемым признаком, превосходит возможности науки..
Полигенная концепция формальна: она отвечает на вопрос «Какие локусы контролируют поведение?», но не на вопрос «Какие молекулярные механизмы ассоциированы с данными локусами?»

Слайд 36

Гипотеза главного гена корректирует недостатки полигенной гипотезы
Гипотеза главного гена возникла как

компромисс на главное противоречие полигенной гипотезы.
Она постулирует один ген с более сильным эффектом на поведение. Главный ген может определять более 10% наследственной изменчивости поведения, тогда как вклад каждого полигена не превышает 1%.
Подтверждением данной гипотезы служит заметное влияние на поведение нокаута по генам, вовлеченным в сигнальные процессы в мозге.

Слайд 37

Концепция генов-кандидатов
Согласуется с концепцией главных генов и является ее реализацией;
постулирует, что

наследственные изменения поведения обусловлены функциональными мутациями одного или нескольких генов, регулирующих функции мозга;
является экспансией физиологического мышления в генетику поведения;
Гены кандидаты должны: экспрессироваться в мозге, участвовать в сигнальных процессах в ЦНС, быть сцепленными с локусами, ассоциированными с изменениями поведения.

Слайд 38

Возможные пути от гена к поведению

Слайд 39

Гены кандидаты, ассоциированные с
биполярными психозами
БП часто связывают с дисфункцией
5-HT

системы мозга

Слайд 40

Гены кандидаты в психиатрической генетики
Главный подход в психиатрической генетике включает изучение

ассоциаций между мутациями генов-кандидатов и поведением. Эти мутации обычно используются как маркеры генов-кандидатов.
Включает сравнение распределения мутантных аллелей генов-кандидатов в контрастных по выраженности поведения группах.
Основными статистиками являются χ2 и ANOVA.
Статистически значимое различие в частотах генотипов и аллелей полиморфных вариантов генов-кандидатов между группами свидетельствует об ассоциации между мутацией и выраженностью наследственного поведения.

Слайд 41

Прогресс, который приносит концепция генов-кандидатов в психиатрию
Распространение идей и методов молекулярной

биологии в психиатрию, нейробиологию и этологию.
Демонстрация ассоциации между генами и поведением.
В молекулярной психиатрии концепция генов-кандидатов часто является единственными способом изучения молекулярных механизмов нормального и патологического поведения.

Слайд 42

Первая проблема: выбор гена-кандидата из тысяч потенциальных генов
Около 10 000 генов

экспрессируются в мозге и участвуют в сигнальных процессах. Каждый из этих генов можно рассматривать как возможный кандидат, но невозможно протестировать все возможные гены-кандидаты.
Возможно только проверить гипотезу об участии одного выбранного гена в регуляции исследуемого поведения.

Слайд 43

Вторая проблема: выбор одного полиморфизма из большого числа возможных
Результат работы часто

зависит от выбора полиморфизма.
Например, ассоциация риска суицида с геном ТПГ1 зависит от типа этого полиморфизма.
Риск ложных позитивов можно уменьшить если используются функциональные мутации.

Слайд 44

Протокол исследования генов-кандидатов
Идеальный протокол включает:
1. Выбор системы, вовлеченной в регуляцию исследуемого

поведения.
2. Выбор гена, играющего ключевую роль в регуляции выбранной медиаторной системы.
3. Выбор функциональной мутации, которая изменяет экспрессию или функциональную активность кодируемого геном-кандидатом белка.
4. Оценка ассоциации между данной мутацией с поведением.
5. Подтверждение полученной ассоциации независимыми генетическими, нейробиологическими и фармакологическими методами.

Слайд 45

5-HT система мозге
SERT and MAOA are targets for antidepressant drugs

Слайд 46

Функциональные полиморфизмы в генах,
регулирующих 5-HT систему человека

Слайд 47

Ассоциация между геном hTPH2 и психопатологиями
Мета анализ с использование большого числа

маркеров демонстрирует ассоциацию гена ТПГ2 с риском психопатологий и суицида (Popova, Kulikov, 2010). 5 редких функциональных мутаций были найдены у психических больных.
Полиморфизм G1463A вызывает замену Arg441His и снижает активность ТПГ2 in vitro. Показана ассоциация редкого A аллеля с риском униполярного психоза: частота A аллеля увеличена до 13.8% у депрессивных пациентов по сравнению с 1.8% у контроля (Zhang et al., 2005).

Слайд 48

Мышиные модели функциональных мутаций в генах системы человека

Слайд 49

1Alenina et al., 2009; 2Angoa-Perez et al., 2012; 3Beaulieu et al.,

2008;
4Lesch et al., 2012; 5Mosienko et al., 2012; 6Osipova et al., 2009;
7Savelieva et al., 2008

Эффекты снижения активностиTPH2 на
поведение мышей

Слайд 50

Слайд 51

Действие антидепрессантов на неподвижность
мышей Slc6a4+/+, Slc6a4+/- and Slc6a4-/- в TST

Слайд 52

Спонтанная межсамцовая агрессия

Слайд 53

Гены-кандидаты межсамцовой агрессии (Maxson, 1999)
Аденозин 2а рецептор
Андроген рецептор
Кальций/кальмодулин киназа
Андроген рецептор
Кальций/кальмодулин киназа II
Энкефалин
Рецептор

эстрогена
Гистаминовый 1 рецептор
5-HT1B рецептор

МАО А
NCAM
Нейролекин-1 рецептор
NO синтетаза
Окситоцин
Стероид сульфотаза
Область хромосомы Y
Тахикинин 1 рецептор
Ген отсутствия хвоста
Т фактор роста α

Слайд 54

Выбор полиморфизма C1473G
Полиморфизм C1473G приводит к замене Pro447Arg в молекуле ТПГ2

(Zhang et al., 2004) . Это основной фактор наследственной изменчивости ТПГ2 в мозге лабораторных мышей.
Аллель 1473G allele ассоциирован с низкой активностью ТПГ2 в мозге мышей (Kulikov et al., 2005; 2007). Однако полиморфизм не влияет на уровень и метаболизм серотонина в мозге (Siesser et al., 2010; Bazhenova et al., 2017).
В то же время, аллель 1473G перенесенный в геном C57BL/6 не влиял на двигательную активность, тревожность (Tenner et al., 2008; Osipova et al., 2009) и депрессивное поведение в тестах принудительного плавания (Tenner et al., 2008) и tail suspension (Siesser et al., 2010).
В то же время, аллель 1473G значительно снижает выраженность межсамцовой агрессии у мышей (Kulikov et al., 2005, 2012; Osipova et al., 2009).

Слайд 55

Распределение полиморфизмов C1473G и С1477T в популяциях диких мышей
(Osipova et al.,

Genes Brain Behav, 2010).

Слайд 56

Ассоциация полиморфизма C1473G с интенсивностью межсамцовой агрессии мышей
Самцы 5 линий гомозиготных

по C аллелю атаковали интрудера вдвое более интенсивно чем самцы 3 линий гомозиготных по G аллелю (Kulikov et al., 2005).
Сцепление между G аллелем и интенсивностью агрессии у интеркроссов F2 между C57BL/6 (высокая агрессия) и CC57BR (низкая агрессия) маскируется сегрегацией по другим нейрогенам.

Слайд 57

Доказательство сцепления полиморфизма c1473g с интенсивностью межсамцовой агрессии

Слайд 58

Фармакологическое доказательство участия ТПГ2 в регуляции агрессии у мышей
Активация синтеза 5-HT

L-триптофаном значительно усиливает интенсивность драк у мышей слабо агрессивной линии CC57BR.
Ингибитор ТПГ2, pCPA значительно снижает интенсивность агрессии у мышей высоко агрессивной линии C57BL/6 (Kulikov et al, Behav Brain Res 2012).

Слайд 59

Наследственная каталепсия у крыс ГК
В популяции крыс Вистар около 10% животных

сохраняют приданную им вертикальную позу более 20 с.
Этот признак был усилен длительной селекцией и получена линия крыс ГК (генетическая каталепсия), в которой каталепсия наблюдается более чем у 50% особей (Барыкина и др., 1983).

Слайд 60

Наследственная каталепсия у мышей и крыс сопровождается локальным увеличением активности ТПГ-2

в стриатуме

CBA AKR DD BL

ВИСТАР ГК

** *** ***

МЫШИ КРЫСЫ

*p<0.05,**p<0.01,***p<0.001 vs каталептиков.

Слайд 61

Ингибиторы ТПГ-2 уменьшают время замирания мышей и крыс
МЫШИ CBA КРЫСЫ

ГК

КОНТРОЛЬ p-CMA

***

КОНТРОЛЬ p-CPA

***

Молекулярные механизмы регуляции поведения. Молекулы и поведение

Содержание

Измерение поведенияПравильный выбор признака обеспечивает успех выяснения его молекулярной организации.Определение признака

Двигательная активность и время нахождения в областях ареныИзмерение двигательной активности и

EthoStudioУстановка включает арену, видеокамеру, компьютер и клавиатуру.Изображение арены захватывается видеокамерой с

Тест открытое полеЛабораторные грызуны (мыши и крысы) имеют врожденный страх перед

Измерение тревожностиТест «приподнятый крестообразный лабиринт» - мыши и крысы избегают открытых

Тест принудительного плаванияПредложенный в 1977 г. этот тест является самым распространенным

Омический подход к исследованию молекулярного механизма поведенияОснован на логически обоснованной и

Доктрина полигенной регуляцииПредложена в 1949 Kenneth Mather и John Jinks. Постулирует,

Классификация мутацийПо структуре:По действию:1. функциональные 2. нейтральные

Forward genetics:1. GWAS 2. QTL analysisReversed genetics:1. Null mutations2. Point mutationsСтратегии

Техника GWAS

Потерянная наследственность(Aulchenko et al., 2009)

QTL анализ поведенияСамый распространенный и мощный метод генетического картирования сложных признаков.Основан

QTL анализ. Двигательная активностьМоторная активность лежит в основе любого поведенческого акта.Два

Гены, определяющие двигательную активность мыши в открытом поле

КаталепсияКаталепсия – длительная неподвижность с повышенным тонусом гравитационной мускулатуры, способность сохранять

Галоперидоловая каталепсияГалоперидол – наиболее мощный антагонист D2 рецепторов.Препарат вызывает глубокую каталепсию.Галоперидоловая

Геномное картирование чувствительности к галоперидолу у мышей

Интервальное картирование чувствительности к галоперидолу на хромосомах 1 и 9

QTL analysis каталепсии у мышей(Куликов и др., ДАН, 2003)(Kulikov et al.,

(Daniel MacArthur, Nature, 2012, 487:427-428)Forward genetics. Заключение1. Позволяет получить список возможных

Научный подходОсновой современного естествознания служит экспериментальный метод.С древних времен и до

Связь между поведением и молекуламиМежду поведением и молекулами имеется сигнальная связь,

Разнообразие методов и подходов нейрогеномики поведенияФармакологические методы:Изменение концентрации медиаторов (снижение или

Фармакологические методы: Уменьшение концентрации медиатораРазрушение окончаний (нейротоксины).Опустошение везикул (моноамины).Разрушение тел нейронов.

Фармакология рецепторовОсновная информация о роли медиаторов в регуляции поведения получена при

Введение препаратовОстрое (один раз).Повторное (до 5 раз).Хроническое (более 7 дней).Через рот

Измерение концентрации медиатораIn situ на срезах мозга с помощью химических соединений

Reversed geneticsЗапрос на сайте NCBI словосочетания “Animal Model” Ʃ= 600275ГодыПервая трансгенная

Получение нокаутных мышейИнактивирует ген.Получение нокаута:Введение в бластоцисты ДНК гена, инактивированного вставкой

Генетический нокаут: за и противПозволяет исследовать значение отдельного гена.Влияние нокаута на

Основное противоречие полигенной концепцииОдин полиген добавляет мало информации о молекулярной структуре

Гипотеза главного гена корректирует недостатки полигенной гипотезыГипотеза главного гена возникла как

Концепция генов-кандидатовСогласуется с концепцией главных генов и является ее реализацией;постулирует, что