L’Università di York utilizza gli strumenti per patch-clamp Axon per studiare il ruolo dei canali delle pannexine nell’epilessia
AZIENDA/UNIVERSITÀ
Università di York
MEMBRI DEL TEAM
Georg Zoidl
Paige Whyte-Fagundes
PRODOTTI UTILIZZATI
Amplificatore per microelettrodi MultiClamp 700B
Sistema di acquisizione dati a basso rumore Axon Digidata 1550B più HumSilencer
Pacchetto software pCLAMP 11
La sfida
Il laboratorio del professor Zoidl presso l’Università di York, in Canada, studia il ruolo dei canali delle pannexine nel sistema nervoso sia in condizioni fisiologiche che patologiche, utilizzando principalmente larve di pesce zebra come organismo modello nelle sue ricerche.
L’obiettivo è quello di risolvere una controversia che si è sviluppata in letteratura nell’ultimo decennio sul ruolo della pannexina 1 (Panx1) nelle convulsioni.
Sfruttando tecniche di editing genetico sui geni panx1 per indurre mutazioni con perdita di funzione, il laboratorio del professor Zoidl ha sviluppato un modello di epilessia nel pesce zebra per determinare se i canali Panx1 hanno ruoli distinti nelle convulsioni. Utilizzando strumenti di elettrofisiologia, i ricercatori hanno registrato i potenziali di campo locali associati all’attività convulsiva in reti neuronali selezionate di larve di pesce zebra di 6-7 giorni di età in vivo.
Il team mantiene intatti i circuiti neuronali durante le registrazioni e abbina i dati elettrofisiologici ai risultati degli esperimenti di fenotipizzazione comportamentale, un approccio che permette di ottenere nuove informazioni approfondite sul ruolo di Panx1 nell’epilessia. Come molti altri elettrofisiologi, i ricercatori devono fare i conti con il problema dell’interferenza del rumore alla frequenza di linea nelle loro apparecchiature di elettrofisiologia.
La soluzione
La funzione HumSilencer del sistema Axon Digidata 1550A/B permette al team di eliminare il rumore alla frequenza di linea di 50/60 Hz e quindi di rilevare il segnale biologico. La funzione integrata adattabile HumSilencer è in grado di adeguarsi alle variazioni del rumore alla frequenza di linea nel tempo. L’apprendimento adattivo del rumore può essere disabilitato in circostanze specifiche in modo che i pattern del rumore possano essere conservati durante l’intero processo di registrazione. Il pattern di rumore conservato può essere resettato prima o dopo la fine di ciascuna nuova registrazione.
Pacchetto software pCLAMP 11
Sistema di acquisizione dati a basso rumore Axon Digidata 1550B più HumSilencer
Amplificatore per microelettrodi MultiClamp 700B
Amplificatori per patch-clamp Axon Instruments
Prodotti utilizzati
Dotato di fino a quattro canali HumSilencer™, il sistema di acquisizione dati a basso rumore Axon™ Digidata® 1550B permette di eseguire registrazioni simultanee su varie cellule per studi sulle reti cellulari senza problemi di rumore alla frequenza di linea di 50/60 Hz. L’amplificatore per microelettrodi MultiClamp™ 700B è un versatile amplificatore per microelettrodi controllato mediante computer, progettato per registrazioni su porzioni di membrana in voltage-clamp o in current-clamp ad alta velocità nello stesso headstage. È dotato di numerose funzioni automatizzate e di un efficace condizionamento del segnale, caratteristiche ideali per numerose applicazioni, tra cui current-clamp ad alta velocità, patch-clamp, voltammetria/amperometria, misurazioni ione-selettive e registrazioni su doppio strato.
I risultati
La dottoranda senior Paige Whyte-Fagundes è stata fondamentale per lo sviluppo della configurazione elettrofisiologica necessaria per eseguire le registrazioni sul pesce zebra in vivo e per la conduzione del progetto che studia Panx1 nell’epilessia.
I membri del team hanno in programma di utilizzare la loro configurazione elettrofisiologica attuale per studiare la variabilità fisiologica dei canali delle pannexine nei circuiti neurali in una serie di linee di pesce zebra geneticamente modificate. Per il momento, sono stati in grado di rispondere a domande fondamentali sui ritmi cerebrali associati all’elaborazione visiva degli stimoli luminosi in pesci knockout per panx1. Inoltre, hanno determinato le proprietà neuroprotettive di Panx1 nel loro modello di convulsioni e hanno anche scoperto un modo per riposizionare un farmaco approvato dall’FDA per ridurre l’attività convulsiva nel pesce zebra.
In un recente articolo, hanno descritto la relazione tra il knockout di panx1a nel pesce zebra, le alterazioni del comportamento visuo-motorio e la segnalazione dopaminergica in una ricerca che combina analisi di RNA-seq, PCR in tempo reale, analisi del comportamento visuo-motorio ed elettrofisiologia in vivo.
Visuomotor deficiency in panx1a knockout zebrafish is linked to dopaminergic signaling