Examensarbete i biologi, naturvetenskapliga fakulteten, Lunds universitet
Hur utvecklas vår hjärna - transgen mus visar vägen!
Lotta Gustafsson
Gener är de grundläggande enheterna till ärftlighet. De innehåller information för att tillverka
protein i våra kroppsceller. Det krävs ett ständigt utbyte av information mellan alla gener för att vår
kropp ska fungera korrekt.
En tillförd eller förändrad, redan befintlig gen, kan orsaka stora förändringar under utvecklingen av
vår hjärna. Det blir allt vanligare att man använder genmanipulerade möss och råttor. Man tar då
bort vissa gener eller ersätter dem med andra, s.k. "transgena" djur tillverkas. En del sådana djur,
skapade i laboratoriet, kan ge oss kunskap om hur vår hjärna har utvecklats och vidare leda till nya
angreppspunkter för många av våra fruktade sjukdomar som Parkinsson då nervceller dör på ett
oförklarligt sätt i området som styr vår motorik i hjärnan.
Ett problem med transgena möss, som har inkorporerat en ny gen i alla kroppens celler, är att
avkommorna dör före födsel. Hur för man då in nya gener i ett djur utan att genen hamnar i alla
kroppsceller? Man kan styra genen så att den bara hamnar i vissa celler där man vet att en speciell
gen är aktiv. Denna speciella celltyp producerar specifika protein som en annan celltyp inte
producerar. Med hjälp av ett sådant specifikt protein kan man styra genen att bara producera sitt
protein just där.
På vilka olika sätt kan man då manipulera gener? Antingen kan man införa en ny gen med en ny
funktion eller också kan man förstöra en ursprunglig gen med en ny gen. Ett tredje sätt är att föra in
en ny gen med en ny egenskap, vilken kan förstöra funktionen av ett redan befintligt protein genom
att binda till proteinet och inhibera dess verkningsmekanism. Den nya genen utövar då en s.k.
dominant negativ effekt.
Forskarskolestuderande Lotta Gustafsson på Wallenberg Neurocentrum vid Lunds universitet har
utvärderat en musmodell som producerar ett dominant negativt protein specifikt i de hjärnceller där
en viss gen är aktiv. Detta inhiberade protein, retinol syra, är viktigt för att nervcellerna ska kunna
transporteras på rätt sätt till sina olika platser i hjärna. En del nervceller glider på andra nervceller,
radialgliaceller, och hamnar därmed på rätt ställen i hjärnan. Nyligen har det visats av forskaren
Håkan Toresson vid Lunds universitet, att radialgliaceller producerar retinolsyra och att denna
process är livsnödvändig för att transporten av nervceller ska fungera. Genom att studera en
transgen mus som saknar effekten av retinolsyra kan man erhålla viktig information om vilka gener
och protein som är involverade i mysteriet om hur vår hjärna egentligen har utvecklats.
Swedish official title: Utvärdering av ett binärt transgent mus system som uttrycker en
dominantnegativ retinolsyrereceptor och karaktärisering av genexpression i utvecklingen av
striatum.
Swedish credits: 20p
E-mail address of first author: [email protected]
Supervisor: Håkan Toresson and Kenneth Campbell, Dept Neurobiology, Wallenberg Neurocenter
Submission date/time: 2000-03-20
Examensarbete i biologi, naturvetenskapliga fakulteten, Lunds universitet
Evaluation of a binary mouse model system for cell-restricted expression
of a dominant-negative retinoic acid receptor (dnRAR) and charcterization
of its effects on gene expression in the developing striatum.
Lotta Gustafsson
Biology, Neurobiology
Spring 2000
Abstract in English
Striatal projection neurons are thought to be generated from the lateral ganglionic eminence (LGE),
a structure present in the ventral telencephalon at mid-stages of mouse development. Retinoids are
molecules hypothesized to be important in the regulation of gene expression in the striatum, through
the action of retinoic acid receptors (RARs) and retinoid-X receptors (RXRs), which both belong to
the family of nuclear hormone receptors. To understand the importance of retinoids in the
developing striatum we tempted to study the effects of blocked retinoid signalling. Here, we
characterize a binary system for regional-specific expression of a dominant-negative (dn) all-trans
retinoic acid receptor (dnRAR). Transinducer mouse lines contain the gene encoding the VP16
protein of herpes simplex virus (HSV) under the control of a Mash-1 regulatory element, thus
directing the expression to the ventral telencephalon including the striatal neurons. Transresponder
mouse lines harbor the dnRAR gene controlled by the IE promoter, which includes recognition
sequences for the VP16 transactivator. Six transinducer founder lines were crossed with a dnRARcontaining transreponder line. We show that one out of six Mash-1/Vp16 transinducer founder lines
drive high level expression of the transresponder genes in early striatal neurons when crossed with a
dnRAR transresponder line. Embryos generated from these crosses were collected for further
analysis of striatal development.
Abstract in Swedish
Utvärdering av ett binärt transgent mus system som uttrycker en
dominantnegativ retinolsyrereceptor och karaktärisering av genexpression
i utvecklingen av striatum.
Striatala neuron genereras från laterala ganglionic eminences (LGE), en struktur som uppkommer i
utvecklingen av ventrala telencephalon. Retinoider är molekyler som är viktiga för regleringen av
genexpressionen i striatum, genom att binda till retinolsyrereceptorer (RARs) och retinoid-Xreceptorer (RXRs), vilka båda tillhör familjen kärnreceptorer. För att förstå retinoidernas viktiga
roll i utvecklingen av striatum ämnade vi studera effekterna av regional expression av en
dominantnegativ (dn) all-trans retinolsyrereceptor (dnRAR) i ett transgent binärt mus sytem.
Transinducerande mus linjer bär genen som kodar för VP16 proteinet från herpes simplex virus
(HSV) nedströms ett Mash-1 regulatoriskt element. Expressionen styrs därmed till ventrala
telencephalon inklusive striatala neuron. Transresponder mus linjer bär dnRAR genen under
kontroll av en IE promotor, vilken innehåller igenkänningssekvenser för VP16 transaktivatorn. Sex
transinducerande linjer korsades med en dnRAR bärande transresponder linje. Vi visar här att en av
sex transinducerande linjer driver en hög expression av transresponder generna i tidiga striatala
neuron när de korsas med en dnRAR transresponder linje. Embryon genererades från korsningarna
och den striatala utvecklingen analyserades vidare.
