2015年6月4日 星期四

Brainbow


Brainbow 是一門技術允許實驗者們讓腦中相鄰的神經元彼此表現出不同的顏色,藉此來追蹤或研究其形態的變化。

最早在2007年時,由哈佛大學的 Jeff W. Lichtman 和 Joshua R. Sanes 所研發出來,並將研究成果刊載在Nature上。



透過 cre-loxP recombination system,藉此讓序列上的螢光蛋白表現的比例改變,進而組合出多種顏色的變化。


圖上為當時 brainbow 基因轉殖小鼠在各個不同部位的表現情況。
( A. 耳部肌肉內的神經纖維 B. 腦幹內的軸突截面 C. 海馬迴齒狀回)

然而,因為在研究上的侷限,以及過多的顏色表現造成判讀上的困難。
因此在2013年時,Jeff W. Lichtman 和 Joshua R. Sanes 又進一步的開發出利用
adeno-associated virus (AAV) 來感染細胞,使細胞表現brainbow sequence 的方式,來改善當初的不便。




上圖解說其實驗設計。利用兩株不同的AAV,彼此攜帶不同的螢光蛋白的片段,
並一樣透過cre-loxP recombination system,藉此重組出不同的顏色表現。


而從圖中可發現,利用此兩株AAV配合recombinase 的方式,使得顏色的變化大幅下降至九種,因此提升了實驗人員的判讀準確度與方便性。

透過將這兩株AAV混合,並注射入特定組織有表現Cre 的小鼠,待一定時間讓AAV徹底感染後,便可提供一豐富的數據讓研究者們對於特定組織間的型態變化有更進一步的了解。

未來,本實驗室將利用這技術結合clarity透明方法,藉此進一步觀察肌肉與神經組織的疼痛神經網路。


Reference:
  1. Nature (2007) 450:56-62
    Transgenic strategies for combinatorial expression of fluorescent proteins in thenervous system
  2. Nat Rev Neurosci. (2008) 9: 417–422
    A technicolour approach to the connectome
  3. Nature Methods (2013) 10: 540-547
    Improved tools for the Brainbow toolbox







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