A new tool to sense pH changes at the neuromuscular junction synaptic cleft

Autores
Blaustein Kappelmacher, Matias; Wirth, Sonia Alejandra; Saldaña, G.; Piantanida, Ana Paula; Bogetti, Maria Eugenia; Martin, Maria Eugenia; Colman Lerner, Alejandro Ariel; Uchitel, Osvaldo Daniel
Año de publicación
2020
Idioma
inglés
Tipo de recurso
artículo
Estado
versión publicada
Descripción
Synaptic transmission triggers transient acidification of the synaptic cleft. Recently, it has been shown that pH affects the opening of postsynaptic channels and therefore the production of tools that allow to study these behaviors should result of paramount value. We fused α-bungarotoxin, a neurotoxin derived from the snake Bungarus multicinctus that binds irreversibly to the acetylcholine receptor extracellular domain, to the pH sensitive GFP Super Ecliptic pHluorin, and efficiently expressed it in Pichia pastoris. This sensor allows synaptic changes in pH to be measured without the need of incorporating transgenes into animal cells. Here, we show that incubation of the mouse levator auris muscle with a solution containing this recombinant protein is enough to fluorescently label the endplate post synaptic membrane. Furthermore, we could physiologically alter and measure post synaptic pH by evaluating changes in the fluorescent signal of pHluorin molecules bound to acetylcholine receptors. In fact, using this tool we were able to detect a drop in 0.01 to 0.05 pH units in the vicinity of the acetylcholine receptors following vesicle exocytosis triggered by nerve electrical stimulation. Further experiments will allow to learn the precise changes in pH during and after synaptic activation.
Fil: Blaustein Kappelmacher, Matias. Universidad de Buenos Aires; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina
Fil: Wirth, Sonia Alejandra. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Biodiversidad y Biología Experimental y Aplicada. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Biodiversidad y Biología Experimental y Aplicada; Argentina
Fil: Saldaña, G.. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias; Argentina
Fil: Piantanida, Ana Paula. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias; Argentina
Fil: Bogetti, Maria Eugenia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Biología Celular y Neurociencia "Prof. Eduardo de Robertis". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Biología Celular y Neurociencia; Argentina
Fil: Martin, Maria Eugenia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias; Argentina
Fil: Colman Lerner, Alejandro Ariel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias; Argentina
Fil: Uchitel, Osvaldo Daniel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias; Argentina
Materia
Electrophisiology
neuromuscular junction
sinaptic cleft
pH
Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
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Repositorio
CONICET Digital (CONICET)
Institución
Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
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This sensor allows synaptic changes in pH to be measured without the need of incorporating transgenes into animal cells. Here, we show that incubation of the mouse levator auris muscle with a solution containing this recombinant protein is enough to fluorescently label the endplate post synaptic membrane. Furthermore, we could physiologically alter and measure post synaptic pH by evaluating changes in the fluorescent signal of pHluorin molecules bound to acetylcholine receptors. In fact, using this tool we were able to detect a drop in 0.01 to 0.05 pH units in the vicinity of the acetylcholine receptors following vesicle exocytosis triggered by nerve electrical stimulation. Further experiments will allow to learn the precise changes in pH during and after synaptic activation.Fil: Blaustein Kappelmacher, Matias. Universidad de Buenos Aires; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Wirth, Sonia Alejandra. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Biodiversidad y Biología Experimental y Aplicada. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Biodiversidad y Biología Experimental y Aplicada; ArgentinaFil: Saldaña, G.. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias; ArgentinaFil: Piantanida, Ana Paula. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. 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Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias; ArgentinaFil: Uchitel, Osvaldo Daniel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. 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