אנו מודים לליסה קרצ'ג' על משוב ביקורתי ועריכה לכתב היד. אנו מודים לכל עוזרי המחקר במעבדת קרוז-מרטין שלא יסולא בפז בסיוע עם חליטות וספירת תאים של מוחות התנהגות. אנו מודים לאנדריי קווטש על התשומות על עיצוב האלקטרודה המשולשת, וטוד בלוטה וליבת ההדמיה הביולוגית של אוניברסיטת בוסטון על השימוש במיקרוסקופ הקונפוקלי. עבודה זו נתמכה על ידי מענק החוקר הצעיר NARSAD (AC-M, #27202), פרס ברנטון ר. לוץ (ALC), פרס I. אלדן מאצ'י (ALC), NSF NRT UtB: מלגת המחקר הלאומית לנוירופוטונים (ALC, #DGE1633516) ותוכנית הזדמנויות מחקר לתואר ראשון באוניברסיטת בוסטון (WWY). למממנים לא היה כל תפקיד בעיצוב המחקר, איסוף וניתוח הנתונים, ההחלטה לפרסם או הכנת כתב היד.

<ol>
	<li>Yang, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genetic+association+and+meta-analysis+of+a+schizophrenia+GWAS+variant+rs10489202+in+East+Asian+populations.">Genetic association and meta-analysis of a schizophrenia GWAS variant rs10489202 in East Asian populations.</a> Translational Psychiatry. 8 (1), 144 (2018).</li><li>Schizophrenia Working Group of the Psychiatric Genomics Consortium. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biological+insights+from+108+schizophrenia-associated+genetic+loci.">Biological insights from 108 schizophrenia-associated genetic loci.</a> Nature. 511 (7510), 421-427 (2014).</li><li>Howard, D. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genome-wide+meta-analysis+of+depression+identifies+102+independent+variants+and+highlights+the+importance+of+the+prefrontal+brain+regions.">Genome-wide meta-analysis of depression identifies 102 independent variants and highlights the importance of the prefrontal brain regions.</a> Nature Neuroscience. 22 (3), 343-352 (2019).</li><li>Grove, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Identification+of+common+genetic+risk+variants+for+autism+spectrum+disorder.">Identification of common genetic risk variants for autism spectrum disorder.</a> Nature Genetics. 51 (3), 431-444 (2019).</li><li>Comer, A. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Increased+expression+of+schizophrenia-associated+gene+C4+leads+to+hypoconnectivity+of+prefrontal+cortex+and+reduced+social+interaction.">Increased expression of schizophrenia-associated gene C4 leads to hypoconnectivity of prefrontal cortex and reduced social interaction.</a> PLoS Biology. 18 (1), 3000604 (2020).</li><li>Chini, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Resolving+and+Rescuing+Developmental+Miswiring+in+a+Mouse+Model+of+Cognitive+Impairment.">Resolving and Rescuing Developmental Miswiring in a Mouse Model of Cognitive Impairment.</a> Neuron. 105 (1), 60-74 (2020).</li><li>Clifton, N. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dynamic+expression+of+genes+associated+with+schizophrenia+and+bipolar+disorder+across+development.">Dynamic expression of genes associated with schizophrenia and bipolar disorder across development.</a> Translational Psychiatry. 9 (1), 74 (2019).</li><li>Oberlander, V. C., Xu, X., Chini, M., Hanganu-Opatz, I. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Developmental+dysfunction+of+prefrontal-hippocampal+networks+in+mouse+models+of+mental+illness.">Developmental dysfunction of prefrontal-hippocampal networks in mouse models of mental illness.</a> European Journal of Neurosciences. 50 (6), 3072-3084 (2019).</li><li>Batista-Brito, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Developmental+Dysfunction+of+VIP+Interneurons+Impairs+Cortical+Circuits.">Developmental Dysfunction of VIP Interneurons Impairs Cortical Circuits.</a> Neuron. 95 (4), 884-895 (2017).</li><li>Luo, L., Callaway, E. M., Svoboda, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genetic+Dissection+of+Neural+Circuits:+A+Decade+of+Progress.">Genetic Dissection of Neural Circuits: A Decade of Progress.</a> Neuron. 98 (2), 256-281 (2018).</li><li>DeNardo, L., Luo, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genetic+strategies+to+access+activated+neurons.">Genetic strategies to access activated neurons.</a> Current Opinion in Neurobiology. 45, 121-129 (2017).</li><li>Huang, Z. J., Zeng, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genetic+approaches+to+neural+circuits+in+the+mouse.">Genetic approaches to neural circuits in the mouse.</a> Annual Reviews in Neurosciences. 36, 183-215 (2013).</li><li>Wu, Z., Yang, H., Colosi, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+genome+size+on+AAV+vector+packaging.">Effect of genome size on AAV vector packaging.</a> Molecular Therapy. 18 (1), 80-86 (2010).</li><li>Callaway, E. M., Luo, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Monosynaptic+Circuit+Tracing+with+Glycoprotein-Deleted+Rabies+Viruses.">Monosynaptic Circuit Tracing with Glycoprotein-Deleted Rabies Viruses.</a> Journal of Neurosciences. 35 (24), 8979-8985 (2015).</li><li>Cruz-Mart&#237;n, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+dedicated+circuit+links+direction-selective+retinal+ganglion+cells+to+the+primary+visual+cortex.">A dedicated circuit links direction-selective retinal ganglion cells to the primary visual cortex.</a> Nature. 507 (7492), 358-361 (2014).</li><li>Saito, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vivo+electroporation+in+the+embryonic+mouse+central+nervous+system.">In vivo electroporation in the embryonic mouse central nervous system.</a> Nature Protocols. 1 (3), 1552-1558 (2006).</li><li>Cruz-Mart&#237;n, A., Crespo, M., Portera-Cailliau, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Delayed+stabilization+of+dendritic+spines+in+fragile+X+mice.">Delayed stabilization of dendritic spines in fragile X mice.</a> Journal of Neurosciences. 30 (23), 7793-7803 (2010).</li><li>Zhang, J. H., Adikaram, P., Pandey, M., Genis, A., Simonds, W. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optimization+of+genome+editing+through+CRISPR-Cas9+engineering.">Optimization of genome editing through CRISPR-Cas9 engineering.</a> Bioengineered. 7 (3), 166-174 (2016).</li><li>Strecker, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=RNA-guided+DNA+insertion+with+CRISPR-associated+transposases.">RNA-guided DNA insertion with CRISPR-associated transposases.</a> Science. 365 (6448), 48-53 (2019).</li><li>Cruz-Mart&#237;n, A., Crespo, M., Portera-Cailliau, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Glutamate+induces+the+elongation+of+early+dendritic+protrusions+via+mGluRs+in+wild+type+mice,+but+not+in+fragile+X+mice.">Glutamate induces the elongation of early dendritic protrusions via mGluRs in wild type mice, but not in fragile X mice.</a> PLoS One. 7 (2), 32446 (2012).</li><li>LoTurco, J., Manent, J. B., Sidiqi, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=New+and+improved+tools+for+in+utero+electroporation+studies+of+developing+cerebral+cortex.">New and improved tools for in utero electroporation studies of developing cerebral cortex.</a> Cerebral Cortex. 19, 120-125 (2009).</li><li>Kolk, S. M., de Mooij-Malsen, A. J., Martens, G. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spatiotemporal+Molecular+Approach+of+in+utero+Electroporation+to+Functionally+Decipher+Endophenotypes+in+Neurodevelopmental+Disorders.">Spatiotemporal Molecular Approach of in utero Electroporation to Functionally Decipher Endophenotypes in Neurodevelopmental Disorders.</a> Frontiers in Molecular Neurosciences. 4, 37 (2011).</li><li>Szczurkowska, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Targeted+in+vivo+genetic+manipulation+of+the+mouse+or+rat+brain+by+in+utero+electroporation+with+a+triple-electrode+probe.">Targeted in vivo genetic manipulation of the mouse or rat brain by in utero electroporation with a triple-electrode probe.</a> Nature Protocols. 11 (3), 399-412 (2016).</li><li>dal Maschio, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-performance+and+site-directed+in+utero+electroporation+by+a+triple-electrode+probe.">High-performance and site-directed in utero electroporation by a triple-electrode probe.</a> Nature Communications. 3, 960 (2012).</li><li>Zhan, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Deficient+neuron-microglia+signaling+results+in+impaired+functional+brain+connectivity+and+social+behavior.">Deficient neuron-microglia signaling results in impaired functional brain connectivity and social behavior.</a> Nature Neurosciences. 17 (3), 400-406 (2014).</li><li>Mathis, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=DeepLabCut:+markerless+pose+estimation+of+user-defined+body+parts+with+deep+learning.">DeepLabCut: markerless pose estimation of user-defined body parts with deep learning.</a> Nature Neurosciences. 21 (9), 1281-1289 (2018).</li><li>Bullmann, T., Arendt, T., Frey, U., Hanashima, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+transportable,+inexpensive+electroporator+for+in+utero+electroporation.">A transportable, inexpensive electroporator for in utero electroporation.</a> Development Growth and Differentiation. 57 (5), 369-377 (2015).</li><li>Li, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genome-wide+association+analysis+identifies+30+new+susceptibility+loci+for+schizophrenia.">Genome-wide association analysis identifies 30 new susceptibility loci for schizophrenia.</a> Nature Genetics. 49 (11), 1576-1583 (2017).</li><li>Ripke, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genome-wide+association+analysis+identifies+13+new+risk+loci+for+schizophrenia.">Genome-wide association analysis identifies 13 new risk loci for schizophrenia.</a> Nature Genetics. 45 (10), 1150-1159 (2013).</li><li>De Marco Garcia, N. V., Fishell, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Subtype-selective+electroporation+of+cortical+interneurons.">Subtype-selective electroporation of cortical interneurons.</a> Journal of Visualized Experiment. (90), e51518 (2014).</li><li>Borrell, V., Yoshimura, Y., Callaway, E. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Targeted+gene+delivery+to+telencephalic+inhibitory+neurons+by+directional+in+utero+electroporation.">Targeted gene delivery to telencephalic inhibitory neurons by directional in utero electroporation.</a> Journal of Neuroscience Methods. 143 (2), 151-158 (2005).</li><li>Soma, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+of+the+mouse+amygdala+as+revealed+by+enhanced+green+fluorescent+protein+gene+transfer+by+means+of+in+utero+electroporation.">Development of the mouse amygdala as revealed by enhanced green fluorescent protein gene transfer by means of in utero electroporation.</a> Journal of Comparative Neurology. 513 (1), 113-128 (2009).</li></ol>

המחברים מצהירים שאין אינטרסים מתחרים.

בזאת, צינור מתואר המשלב מניפולציה של גנים חדשים של עניין באוכלוסיות גדולות של נוירונים קליפת המוח הקדמית עם מבחנים התנהגותיים בעכברים. יתר על כן, צינור זה מאפשר מחקר אורך של התנהגות באותם עכברים הן במהלך התפתחות מוקדמת לאחר הלידה והן בבגרות. טכניקה זו עוקפת את הצורך להסתמך על מודלים גנטיי?...

מחקרי עמותה גנומית (GWAS) הובילו לגילוי גנים מועמדים חדשניים הקשורים לפתולוגיות במוח1,2,3,4. מחקרים אלה היו מועילים במיוחד בהבנת הפרעות נוירופסיכיאטריות הרסניות כגון סכיזופרניה (SCZ), שם חקירת גנים חדשניים שימשה כנקודת השקה עבור קווים חדשים של מחקר והתערבות טיפולית5,6. גנים המעניקים סיכון ל- SCZ מראים ביטוי מוטה בקליפת המוח הקדם-מצחית (PFC) במהלך התפתחות טרום לידתית ותחילת הלידה, אזור מעורב בפתולוגיה של מספר הפרעות נוירופסיכיאטריות7. בנוסף, מודלים של עכבר של הפרעות פסיכיאטריות להפגין פעילות חריגה ברשתות PFC6,8,9. תוצאות אלה מצביעות על כך שגנים הקשורים ל- SZC עשויים לשחק תפקיד בחיווט ההתפתחותי של אזור זה. חקירה נוספת באמצעות מודלים של בעלי חיים נדרשת כדי להבין את תרומתם של גנים מועמדים אלה להקמת קשרים ב- PFC ולקבוע אם לגנים אלה יש תפקיד סיבתי בפתוגנזה של הפרעות נוירופסיכיאטריות. טכניקות מניפולציה גנטית בעכברים המאפשרות חקר שינויים בביטוי גנים במעגלים עצביים ספציפיים במהלך התפתחות טרום לידתית ותחילת הלידה הן שיטה מבטיחה להבנת המנגנונים המולקולריים המקשרים בין שינויים בביטוי הגנים לתפקוד לקוי של PFC.
קווי עכבר גנטיים מציעים שיטה לחקור את ההשפעה של גנים מסוימים על התפתחות המוח ותפקודו. עם זאת, הסתמכות על עכברים מהונדסים יכולה להיות מגבילה שכן לא תמיד יש קווים זמינים מסחרית כדי לבחון את ההשפעות של גנים ספציפיים על פיתוח מעגלים עצביים. יתר על כן, זה יכול להיות יקר מאוד זמן רב לפתח קווי עכבר מותאמים אישית. השימוש באסטרטגיות מניפולציה גנטית מצטלבות המשלבות עכברים מהונדסים עם גישות ויראליות חולל מהפכה בהבנת המוח10,11,12. למרות התקדמות רבה, אסטרטגיות ויראליות מגיעות עם מגבלות מסוימות בהתאם לסוג הווקטור הנגיפי, כולל מגבלות ביכולת האריזה שיכולות להגביל ביטוי ויראלי13 ורעילות תאים הקשורים לביטוי ויראלי14. יתר על כן, ברוב התנאים הניסיוניים, ביטוי גנים חזק באמצעות וירוס הקשורים אדנו (AAVs) דורש כ 2 עד 4 שבועות15, מה שהופך אסטרטגיות ויראליות שגרתיות בלתי אפשרי לתפעל גנים במהלך התפתחות מוקדמת לאחר הלידה.
ב electroporation הרחם (IUE) היא גישה חלופית המאפשרת העברת גנים מהירה וזולה16,17 כי, בשילוב עם תיוג פלואורסצנטי וגישות פרמקוגנטיות או אופטוגנטיות, מספק פלטפורמה רבת עוצמה לנתח את הפונקציה של מעגלים עצביים. בנוסף, עם התפתחות הגנום CRISPR-Cas9 עריכת גנים ניתן להגזים או לשנות במדויק באמצעות סוג התא ספציפי להפיל או לדפוק מתוך גנים ספציפיים או באמצעות אפנון של מקדמים18,19. גישות מניפולציה גנים באמצעות IUE הם יתרון במיוחד כאשר ההשפעה של גנים על מעגלים עצביים צריך להיבדק במהלך חלונות התפתחותיים צרים20. IUE היא טכניקה רב-תכליתית וניתן להשיג בקלות ביטוי יתר על-ידי החדרת גן לווקטור ביטוי תחת מקדם ספציפי. שליטה נוספת של ביטוי גנים יכולה להיות מושגת על ידי הנעת ביטוי באמצעות מקדמים של עוצמות שונות או באמצעות מקדמים בלתי ניתנים להכלה המסוגלים לשלוט זמנית ביטוי גנים21,22. בנוסף, IUE מאפשר מיקוד של תאים בתוך שכבות קליפת המוח ספציפיות, סוגי תאים ואזורי מוח, אשר לא תמיד ריאלי באמצעות גישות אחרות5,17. ההתקדמות האחרונה בתצורת IUE המבוססת על שימוש בשלוש אלקטרודות, המייצרת התפלגות יעילה יותר של שדה חשמלי, הרחיבה את הרפרטואר הפונקציונלי של שיטה זו ואיפשרה למדענים למקד סוגי תאים חדשים ולהגדיל את היעילות, הדיוק ומספר התאים שניתן להתמקד בהם23,24. טכניקה זו שימשה לאחרונה כדי לקבוע את התפקיד הסיבתי של רכיב משלים 4A (C4A), גן המקושר SCZ, בפונקציה PFC וקוגניציה מוקדמת5.
להלן צינור ניסיוני המשלב גישות להעברת גנים כדי למקד אוכלוסיות גדולות של נוירונים מעוררים בקליפת המוח הקדמית, כולל ה- PFC, עם פרדיגמות התנהגותיות שלא רק מאפשרות לימוד שינויים ברמת התא והמעגל, אלא גם מאפשרות ניטור התנהגות לאורך ההתפתחות המוקדמת לאחר הלידה והבגרות. הראשון שתואר הוא שיטה ל transfect דו צדדי אוכלוסיות גדולות של שכבות (L) 2/3 נוירונים פירמידליים באזורים קליפת המוח הקדמית. לאחר מכן, משימות כדי לתחקר התנהגות חברתית בעכברים צעירים ומבוגרים מתוארים. ספירת תאים ניתן להשיג עם השלמת משימות התנהגותיות כדי לכמת את היקף ומיקום של transfection התא. יתר על כן, מספר התאים transfected יכול להיות בקורלציה עם נתונים התנהגותיים כדי לקבוע אם מספר גדול יותר של תאים transfected מוביל הפרעות גדולות יותר בהתנהגות.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:664px;" width="663">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:215px;">13mm Silk Black Braided Suture</td>
			<td style="width:121px;">Havel&#39;s</td>
			<td style="width:161px;">SB77D</td>
			<td style="width:167px;">Suture skin</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Adson Forceps</td>
			<td style="width:121px;">F.S.T.</td>
			<td style="width:161px;">11006-12</td>
			<td>IUE</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:215px;">C270 Webcam</td>
			<td style="width:121px;">Logitech</td>
			<td style="width:161px;">N/A</td>
			<td>Record behavior</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:215px;">Electroporator</td>
			<td style="width:121px;">Custom-built</td>
			<td style="width:161px;">N/A</td>
			<td>See Figure 1 and 2 and Bullmann et al, 2015</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">EZ-500 Spin Column Plasmid DNA Maxi-preps Kit, 20preps</td>
			<td>Bio Basic Inc.</td>
			<td style="width:161px;">BS466</td>
			<td>Pladmid preparation</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:215px;">Fast Green FCF</td>
			<td style="width:121px;">Sigma</td>
			<td>F7252-5G</td>
			<td>Dye for DNA solution</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:215px;">Fine scissors- sharp</td>
			<td style="width:121px;">F.S.T.</td>
			<td style="width:161px;">14060-09</td>
			<td>IUE</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Fisherbrand Gauze Sponges</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>1376152</td>
			<td>IUE</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Gaymar Heating/Cooling</td>
			<td style="width:121px;">Braintree</td>
			<td style="width:161px;">TP-700</td>
			<td style="width:167px;">Heating Pad</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:215px;">Glass pipette puller</td>
			<td>Sutter Instrument,</td>
			<td style="width:161px;">P-97</td>
			<td>IUE</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:215px;">Glass pipettes</td>
			<td>Sutter Instrument,</td>
			<td>BF150-117-10</td>
			<td>IUE</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:215px;">Hair Removal Lotion</td>
			<td style="width:121px;">Nair</td>
			<td style="width:161px;">N/A</td>
			<td>Hair removal</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Hartman Hemostats</td>
			<td style="width:121px;">F.S.T.</td>
			<td style="width:161px;">13002-10</td>
			<td>IUE</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:215px;">Open field maze- homemade acrylic arena</td>
			<td style="width:121px;">Custom-built</td>
			<td style="width:161px;">N/A</td>
			<td>50 &#215; 50 &#215; 30 cm length-width-height</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:215px;">pCAG-GFP</td>
			<td style="width:121px;">Addgene</td>
			<td>11150</td>
			<td>Mammalian expression vector for expression of GFP</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:215px;">Picospritzer III</td>
			<td>Parker Hannifin</td>
			<td style="width:161px;">N/A</td>
			<td>pressure injector</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Retractor - 2 Pronged Blunt</td>
			<td style="width:121px;">F.S.T.</td>
			<td style="width:161px;">17023-13</td>
			<td>IUE</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:215px;">Ring forceps</td>
			<td style="width:121px;">F.S.T.</td>
			<td style="width:161px;">11103-09</td>
			<td>IUE</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:215px;">Sterilizer, dry bead</td>
			<td style="width:121px;">Sigma</td>
			<td>Z378569</td>
			<td>sterelize surgical tools</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">SUTURE, 3/0 PGA, FS-2, VIOLET FOR VET USE ONLY</td>
			<td>Havel&#39;s</td>
			<td>HJ398</td>
			<td>Suture muscle</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:215px;">Water bath</td>
			<td style="width:121px;">Cole-Parmer</td>
			<td>EW-12105-84</td>
			<td style="width:167px;">warming sterile saline</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a pipeline using bilateral in utero electroporation to interrogate genetic influences on rodent behavior

כמו מחקרי עמותה הגנום כולו לשפוך אור על היסודות הגנטיים הטרוגניים של מחלות נוירולוגיות רבות, הצורך לחקור את תרומתם של גנים ספציפיים להתפתחות המוח ותפקוד עולה. הסתמכות על מודלים של עכבר כדי ללמוד את התפקיד של מניפולציות גנטיות ספציפיות לא תמיד ריאלי מאז קווי עכבר מהונדסים הם יקרים למדי גנים רבים הקשורים למחלות חדשניות עדיין אין קווים גנטיים זמינים מסחרית. בנוסף, ייתכן שידרשו שנים של פיתוח ואימות כדי ליצור קו עכבר. ב electroporation הרחם מציע שיטה מהירה יחסית וקלה לתפעל ביטוי גנים באופן ספציפי סוג התא vivo כי רק דורש פיתוח פלסמיד DNA כדי להשיג מניפולציה גנטית מסוימת. ניתן להשתמש באל-דו-צדדי באלקטרופורציה של הרחם כדי למקד אוכלוסיות גדולות של נוירונים פירמידליים בקליפת המוח הקדמית. שילוב שיטת העברת גנים זו עם גישות התנהגותיות מאפשר לחקור את ההשפעות של מניפולציות גנטיות על תפקודן של רשתות קליפת המוח הקדם-מצחית ועל ההתנהגות החברתית של עכברים צעירים ומבוגרים.

פיתוח ויישום מוצלחים של אלקטרופורטור שנבנה בהתאמה אישית ושלושה שיניים- אלקטרודה. עבור IUEs, אלקטרופורטור זול שנבנה בהתאמה אישית נבנה על בסיס עיצוב שתואר קודם לכן27 (איור 1A ואיור 2). אלקטרודה בעלת שלושה שיניים נוצרה23,<s...

Watch this Scientific Journal Video about A Pipeline using Bilateral In Utero Electroporation to Interrogate Genetic Influences on Rodent Behavior at JoVE.com

A Pipeline using Bilateral In Utero Electroporation to Interrogate Genetic Influences on Rodent Behavior

התפקיד של גנים הקשורים למחלות שהתגלו לאחרונה בפתוגנזה של הפרעות נוירופסיכיאטריות נשאר מעורפל. דו-צדדי שונה בטכניקת אלקטרופורציה ברחם מאפשר העברת גנים באוכלוסיות גדולות של נוירונים ובחינת ההשפעות הסיבתיות של שינויים בביטוי גנים על ההתנהגות החברתית.

צינור באמצעות אלקטרופורציה דו-צדדית ברחם כדי לחקור השפעות גנטיות על התנהגות מכרסמים

As genome-wide association studies shed light on the heterogeneous genetic underpinnings of many neurological diseases, the need to study the contribution ...

a-pipeline-using-bilateral-utero-electroporation-to-interrogate

Microsoft Bing

Research

JoVE Journal

Biology

4.0K Views.  Boston University. התפקיד של גנים הקשורים למחלות שהתגלו לאחרונה בפתוגנזה של הפרעות נוירופסיכיאטריות נשאר מעורפל. דו-צדדי שונה בטכניקת אלקטרופורציה ברחם מאפשר העברת גנים באוכלוסיות גדולות של נוירונים ובחינת ההשפעות הסיבתיות של שינויים בביטוי גנים על ההתנהגות החברתית.

Video: A Pipeline using Bilateral In Utero Electroporation to Interrogate Genetic Influences on Rodent Behavior

In Utero Intraventricular Injection and Electroporation of E16 Rat Embryos

In-utero in-vivo injection and electroporation of the embryonic rat neocortex provides a powerful tool for the manipulation of individual progenitors lining the walls of the lateral ventricle. This technique is now widely used to study the processes involved in corticogenesis by over-expressing or knocking down genes and observing the effects on cellular proliferation, migration, and differentiation. In comparison to traditional knockout strategies, in-utero electroporation provides a rapid means to manipulate a population of cells during a specific temporal window. In this video protocol, we outline the experimental methodology for preparing rats for surgery, exposing the uterine horns through laporatomy, injecting DNA into the lateral ventricles of the developing embryo, electroporating DNA into the progenitors lining the lateral wall, and caring for animals post-surgery. Our laboratory uses this protocol for surgeries on E15-E21 rats, however it is most commonly performed at E16 as shown in this video.

בשנת הזרקה תוך חדרי ברחם ו electroporation של E16 עוברים עכברוש

In-utero in-vivo injection and electroporation of the embryonic rat neocortex provides a powerful tool for the manipulation of individual progenitors ...

In Utero Intraventricular Injection and Electroporation of E15 Mouse Embryos

In-utero in-vivo injection and electroporation of the embryonic mouse neocortex provides a powerful tool for the manipulation of individual progenitors lining the walls of the lateral ventricle. This technique is now widely used to study the processes involved in corticogenesis by over-expressing or knocking down genes and observing the effects on cellular proliferation, migration, and differentiation. In comparison to traditional knockout strategies, in-utero electroporation provides a rapid means to manipulate a population of cells during a specific temporal window. In this video protocol we outline the experimental methodology for preparing mice for surgery, exposing the uterine horns through laporatomy, injecting DNA into the lateral ventricles of the developing embryo, electroporating DNA into the progenitors lining the lateral wall, and caring for animals post-surgery. Our laboratory uses this protocol for surgeries on E13-E16 mice, however, it is most commonly performed at E15, as shown in this video. 

בשנת הזרקה תוך חדרי ברחם ו electroporation E15 של עוברי עכברים

In-utero in-vivo injection and electroporation of the embryonic mouse neocortex provides a powerful tool for the manipulation of individual progenitors ...

Method for Culture of Early Chick Embryos ex vivo (New Culture)

The chick embryo is a valuable tool in the study of early embryonic development. Its transparency, accessibility and ease of manipulation, make it an ideal tool for studying  the formation and patterning of brain, neural tube, somite and heart primordia. Applications of chick embryo culture include electroporation of DNA or RNA constructs in order to analyze gene function, grafts of growth factor coated beads such as FGFs and BMPs , as well as whole mount in situ hybridization and immunohistochemistry. This video demonstrates the different steps in chick embryo culture; First, the embryo is explanted in saline. Then, the embryo is centered on a glass ring. The membranes surrounding the embryo are lifted along the walls of the ring. The ring is then placed in a culture dish containing a pool of albumine. The culture dish is sealed and placed in a humid chamber, where the embryo is cultured for up to 24 hrs. Finally, the embryo is removed from the ring, fixed and processed for further applications. A troubleshooting guide is also presented.

Method for Culture of Early Chick Embryos ex vivo New Culture

This video demonstrates New culture, a method by which chick embryos are cultured outside the egg for up to 24 hr. This method enables one to study early development (primitive streak to 14 som.), a period corresponding to E7-9 in mouse. Applications of this technique include electroporation, in situ hybridization and immunohistochemistry.

שיטת לתרבות מוקדם של עוברים צ&#39;יק לשעבר vivo (תרבות חדש)

The chick embryo is a valuable tool in the study of early embryonic development. Its transparency, accessibility and ease of manipulation, make it an ...

Double Whole Mount in situ Hybridization of Early Chick Embryos

The chick embryo is a valuable tool in the study of early embryonic development. Its transparency, accessibility and ease of manipulation, make it an ideal tool for studying  gene expression in brain, neural tube, somite and heart primordia formation. This video demonstrates the different steps in 2-color whole mount in situ hybridization; First, the embryo is dissected from the egg and fixed in paraformaldehyde. Second, the embryo is processed for prehybridization. The embryo is then hybridized with two different probes, one coupled to DIG, and one coupled to FITC.  Following overnight hybridization, the embryo is incubated with DIG coupled antibody. Color reaction for DIG substrate is performed, and the region of interest appears blue. The embryo is then incubated with FITC coupled antibody. The embryo is processed for color reaction with FITC, and the region of interest appears red. Finally, the embryo is fixed and processed for phtograph and sectioning. A troubleshooting guide is also presented.

This video demonstrates 2-color whole mount in situ hybridization, a method by which the spatial and temporal expression pattern of 2 different genes can be visualized in young chick embryos. This method was originally introduced by David Wilkinson, Domingos Henrique, Phil Ingham and David Ish -Horowicz.

הר שלם כפול באתרו הכלאה של עוברים צ&#39;יק מוקדם

Method for Whole Mount Antibody Staining in Chick

The chick embryo is a valuable tool in the study of early embryonic development. Its transparency, accessibility and ease of manipulation, make it an ideal tool for studying antibody expression in developing brain, neural tube and somite. This video demonstrates the different steps in whole-mount antibody staining using HRP conjugated secondary antibodies; First, the embryo is dissected from the egg and fixed in paraformaldehyde. Second, endogenous peroxidase is inactivated; The embryo is then exposed to primary antibody. After several washes, the embryo is incubated with secondary antibody conjugated to HRP. Peroxidase activity is revealed using reaction with diaminobenzidine substrate. Finally, the embryo is fixed and processed for photography and sectioning. The advantage of this method over the use of fluorescent antibodies is that embryos can be processed for wax sectioning, thus enabling the study of antigen sites in cross section. This method was originally introduced by Jane Dodd and Tom Jessell 1.

This video demonstrates whole mount immunohistochemistry, a method by which the spatial and temporal expression pattern of an antigen can be visualized in young chick embryos. This method was originally introduced by Jane Dodd and Tom Jessell.

שיטת מכתים נוגדן שלם הר ב צ&#39;יק

Assay for Neural Induction in the Chick Embryo

The chick embryo is a valuable tool in the study of early embryonic development. Its transparency, accessibility and ease of manipulation, make it an ideal tool for studying the formation and initial patterning of the nervous system. This video demonstrates how to graft organizer tissue into a host, a method by which Hensen s node (the organizer in the chick embryo) is grafted to a host competent ectoderm. The organizer graft instructs overlying na ve tissue to adopt a neural fate via neural inducing signals. This mechanism is referred to as neural induction, and constitutes the initial step in the formation of brain and spinal cord in amniotes. This method is essentially used for the characterization of putative neural inducing molecules in chick. This video demonstrates the different steps in the assay for neural induction; First, the donnor embryo is explanted and pinned on a dish. Then, the host embryo is prepared for New culture. The graft is excised and transplanted to the host area pellucida margin. The host is cultured for 18-22 hrs. The assembly is fixed and processed for further applications (e.g. in situ hybridization). This method was originally devised by Waddington 1,2 and Gallera 3,4.

Neural induction is the first step in the formation of the brain. It is a mechanism by which Hensen's node (organizer), instructs adjacent tissue to adopt a neural fate, i.e. to give rise to the nervous system. This video demonstrates an assay for neural induction in chick embryo.

Assay עבור אינדוקציה עצבית בעובר צ&#39;יק

In utero and ex vivo Electroporation for Gene Expression in Mouse Retinal Ganglion Cells

The retina and its sole output neuron, the retinal ganglion cell (RGC), comprise an excellent model in which to examine biological questions such as cell differentiation, axon guidance, retinotopic organization and synapse formation[1]. One drawback is the inability to efficiently and reliably manipulate gene expression in RGCs in vivo, especially in the otherwise accessible murine visual pathways. Transgenic mice can be used to manipulate gene expression, but this approach is often expensive, time consuming, and can produce unwanted side effects. In chick, in ovo electroporation is used to manipulate gene expression in RGCs for examining retina and RGC development. Although similar electroporation techniques have been developed in neonatal mouse pups[2], adult rats[3], and embryonic murine retinae in vitro[4], none of these strategies allow full characterization of RGC development and axon projections in vivo. To this end, we have developed two applications of electroporation, one in utero and the other ex vivo, to specifically target embryonic murine RGCs[5, 6]. 
With in utero retinal electroporation, we can misexpress or downregulate specific genes in RGCs and follow their axon projections through the visual pathways in vivo, allowing examination of guidance decisions at intermediate targets, such as the optic chiasm, or at target regions, such as the lateral geniculate nucleus. Perturbing gene expression in a subset of RGCs in an otherwise wild-type background facilitates an understanding of gene function throughout the retinal pathway. Additionally, we have developed a companion technique for analyzing RGC axon growth in vitro. We electroporate embryonic heads ex vivo, collect and incubate the whole retina, then prepare explants from these retinae several days later. Retinal explants can be used in a variety of in vitro assays in order to examine the response of electroporated RGC axons to guidance cues or other factors. In sum, this set of techniques enhances our ability to misexpress or downregulate genes in RGCs and should greatly aid studies examining RGC development and axon projections.

In utero and ex vivo Electroporation for Gene Expression in Mouse Retinal Ganglion Cells

Here we present two techniques for manipulating gene expression in murine retinal ganglion cells (RGCs) by in utero and ex vivo electroporation. These techniques enable one to examine how alterations in gene expression affect RGC development, axon guidance, and functional properties.

ב electroporation ברחם לשעבר vivo על ביטוי גנים בתאים עכבר גנגליון רשתית

The retina and its sole output neuron, the retinal ganglion cell (RGC), comprise an excellent model in which to examine biological questions such as cell ...

Dissection of Hippocampal Dentate Gyrus from Adult Mouse

The hippocampus is one of the most widely studied areas in the brain because of its important functional role in memory processing and learning, its remarkable neuronal cell plasticity, and its involvement in epilepsy, neurodegenerative diseases, and psychiatric disorders. The hippocampus is composed of distinct regions; the dentate gyrus, which comprises mainly granule neurons, and Ammon's horn, which comprises mainly pyramidal neurons, and the two regions are connected by both anatomic and functional circuits. Many different mRNAs and proteins are selectively expressed in the dentate gyrus, and the dentate gyrus is a site of adult neurogenesis; that is, new neurons are continually generated in the adult dentate gyrus. To investigate mRNA and protein expression specific to the dentate gyrus, laser capture microdissection is often used. This method has some limitations, however, such as the need for special apparatuses and complicated handling procedures. In this video-recorded protocol, we demonstrate a dissection technique for removing the dentate gyrus from adult mouse under a stereomicroscope. Dentate gyrus samples prepared using this technique are suitable for any assay, including transcriptomic, proteomic, and cell biology analyses. We confirmed that the dissected tissue is dentate gyrus by conducting real-time PCR of dentate gyrus-specific genes, tryptophan 2,3-dioxygenase (TDO2) and desmoplakin (Dsp), and Ammon's horn enriched genes, Meis-related gene 1b (Mrg1b) and TYRO3 protein tyrosine kinase 3 (Tyro3). The mRNA expressions of TDO2 and Dsp in the dentate gyrus samples were detected at obviously higher levels, whereas Mrg1b and Tyro3 were lower levels, than those in the Ammon's horn samples. To demonstrate the advantage of this method, we performed DNA microarray analysis using samples of whole hippocampus and dentate gyrus. The mRNA expression of TDO2 and Dsp, which are expressed selectively in the dentate gyrus, in the whole hippocampus of alpha-CaMKII+/- mice, exhibited 0.037 and 0.10-fold changes compared to that of wild-type mice, respectively. In the isolated dentate gyrus, however, these expressions exhibited 0.011 and 0.021-fold changes compared to that of wild-type mice, demonstrating that gene expression changes in dentate gyrus can be detected with greater sensitivity. Taken together, this convenient and accurate dissection technique can be reliably used for studies focused on the dentate gyrus.

A dissection technique for removal of the dentate gyrus from adult mouse under a stereomicroscope was demonstrated in this video-recorded protocol.

Dissection של gyrus משוננת בהיפוקמפוס מתוך עכבר למבוגרים

The hippocampus is one of the most widely studied areas in the brain because of its important functional role in memory processing and learning, its ...

Genetic Studies of Human DNA Repair Proteins Using Yeast as a Model System 

Understanding the roles of human DNA repair proteins in genetic pathways is a formidable challenge to many researchers. Genetic studies in mammalian systems have been limited due to the lack of readily available tools including defined mutant genetic cell lines, regulatory expression systems, and appropriate selectable markers. To circumvent these difficulties, model genetic systems in lower eukaryotes have become an attractive choice for the study of functionally conserved DNA repair proteins and pathways. We have developed a model yeast system to study the poorly defined genetic functions of the Werner syndrome helicase-nuclease (WRN) in nucleic acid metabolism. Cellular phenotypes associated with defined genetic mutant backgrounds can be investigated to clarify the cellular and molecular functions of WRN through its catalytic activities and protein interactions. The human WRN gene and associated variants, cloned into DNA plasmids for expression in yeast, can be placed under the control of a regulatory plasmid element. The expression construct can then be transformed into the appropriate yeast mutant background, and genetic function assayed by a variety of methodologies. Using this approach, we determined that WRN, like its related RecQ family members BLM and Sgs1, operates in a Top3-dependent pathway that is likely to be important for genomic stability. This is described in our recent publication [1] at <a href="http://www.impactaging.com">www.impactaging.com</a>. Detailed methods of specific assays for genetic complementation studies in yeast are provided in this paper.

Genetic Studies of Human DNA Repair Proteins Using Yeast as a Model System

Genetic studies in yeast can be employed to investigate the molecular and cellular functions of human genes in cellular DNA metabolism. Methods are described for the genetic characterization of the human WRN gene product defective in the premature aging disorder Werner syndrome in functionally conserved pathways using yeast as a tractable model system.

מחקרים גנטיים של חלבונים תיקון דנ&quot;א אנושי באמצעות שמרים כמודל למערכת

Understanding the roles of human DNA repair proteins in genetic pathways is a formidable challenge to many researchers.  Genetic studies in mammalian ...

Using the Gene Pulser MXcell Electroporation System to Transfect Primary Cells with High Efficiency

It is becoming increasingly apparent that electroporation is the most effective way to introduce plasmid DNA or siRNA into primary cells. The Gene Pulser MXcell electroporation system and Gene Pulser electroporation buffer (Bio-Rad) were specifically developed to easily transfect nucleic acids into mammalian cells and difficult-to-transfect cells, such as primary and stem cells. We will demonstrate how to perform a simple experiment to quickly identify the best electroporation conditions. We will demonstrate how to run several samples through a range of electroporation conditions so that an experiment can be conducted at the same time as optimization is performed. We will also show how optimal conditions identified using 96-well electroporation plates can be used with standard electroporation cuvettes, facilitating the switch from electroporation plates to electroporation cuvettes while maintaining the same electroporation efficiency. In the video, we will also discuss some of the key factors that can lead to the success or failure of electroporation experiments.

This procedure shows how to use the Gene Pulser MXcell electroporation system to rapidly and easily identify the best electroporation conditions for mouse embryonic fibroblasts (MEFs) or other primary cells. Considerations for troubleshooting are also discussed in the associated video.

שימוש ג&#39;ין Pulser מערכת MXcell electroporation כדי Transfect תאים ראשוניים עם יעילות גבוהה

It is becoming increasingly apparent that electroporation is the most effective way to introduce plasmid DNA or siRNA into primary cells. The Gene Pulser ...