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http://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/78786
標題: | 探討在線蟲PVD神經極化發育過程中的分子調控機制 The study of molecular mechanism on neuronal polarized regulation in C. elegans PVD neurons |
作者: | Po-Wei Wu 吳柏緯 |
指導教授: | 歐展言(Chan-Yen Ou) |
關鍵字: | 神經極化,粒線體運輸,T細胞淋巴癌侵略和轉移基因1,TRIO鳥嘌呤核?酸交換因子,UNC-33腦衰反應調節蛋白(CRMP-2),UNC-44錨定蛋白, Neuronal polarization,TIAM-1,UNC-73,UNC-33,UNC-44, |
出版年 : | 2019 |
學位: | 碩士 |
摘要: | 神經系統是由大量的神經細胞組成。一顆神經元的細胞結構,主要分成訊息傳入的樹突結構(dendrite)、整合並再度發送訊息的細胞本體(Soma)、以及訊息輸出的軸突結構(axon),可以發現這是一個具有方向性的結構,而這個方向性也可以用「極性」來形容。形成這樣具有極化性質的神經細胞與系統,需要一套系統化而精密的機制調控,神經本體與神經突(neurite)才能恰如其分的生長到該生長的區域與位置,在先前的體外老鼠海馬迴細胞(hippocampal neuron)研究發現有許多的基因參與,我將其中一些常見的極性調控基因,利用線蟲的PVD神經元作為研究的系統,來觀察這些基因的突變會對PVD神經元的型態造成何種影響。此外,有不少先前的研究指出,如果粒線體在神經元運輸過程的調控異常或受損,會導致許多神經退化性疾病的產生,例如帕金森氏症或阿茲海默氏症,但是粒線體在神經元當中運輸的機制,仍然不是很清楚地被了解,所以我也將在PVD神經極化過程中,觀察粒線體的分布情形會有什麼樣的改變或是否進一步參與了極化過程中的調控機制。經過小規模的尋找後,我發現一個能轉譯出RacGEF蛋白的tiam-1基因,其缺失會造成PVD的樹突退化而軸突卻過度生長,因此我推測tiam-1可能會調節線蟲PVD神經的極性。而後我將tiam-1作為基準,在已知的Netrin極性調控路徑上,向上尋找可能的配體與受體基因,向下則找尋可能的小G蛋白形式水解酶與下游基因,儘管最後並沒有發現與tiam-1有直接調控關係的基因,但是卻發現了多種重要的基因,以及不同的調控方式。例如tiam-1與unc-73不同的調控模式與在軸突的拮抗作用;在PVD極化過程中,粒線體進入軸突會需要unc-33與unc-44,同時進一步調控其長度。後人可以依循我的活體PVD系統研究中的發現,進一步的尋找對於神經極性發育調控的未知基因,連結過往未被充分闡明的極化生理機制。 A typical neuron has two structurally and functionally distinct neurites including dendrites and axon. For signal transmission in a certain direction, as neuronal polarity, neurons need to establish a polar structure, therefore, a polarity regulative mechanism is necessary. Previous studies suggested netrin pathway genes have putative roles in regulation of neuronal polarization. In order to find the physiological functions of those genes, I examined their roles in C. elegans PVD neurons. I found that the RacGEF protein TIAM-1 is essential for dendritic outgrowth and surprisingly inhibits axonal outgrowth in contrast to the proposed role based on studies in cultured neurons. In addition, I found another UNC-73/Trio RhoGEF is essential for axonal formation but not dendritic morphogenesis. Furthermore, I found the microtubule-regulated protein UNC-33/CRMP-2 and its locational regulator UNC-44/Ankyrin both can regulate the axonal extension and axonal mitochondrial transport, though I did not find the direct relation to TIAM-1. In summary, I found GEFs, TIAM-1 and UNC-73, function to regulate the PVD morphogenesis especially in axons, on the downstream, UNC-33 and UNC-44 also regulate the axonal morphology and mitochondrial distribution. Overall, my study provides an ideal in vivo system for testing the neuronal polarization genes, and genes characterized by me are potential regulators which are important to PVD development. |
URI: | http://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/78786 |
DOI: | 10.6342/NTU201900700 |
全文授權: | 有償授權 |
電子全文公開日期: | 2024-08-28 |
顯示於系所單位: | 生物化學暨分子生物學科研究所 |
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