The functional characterization of neuromedin U signalling in Caenorhabditis elegans gustatory plasticity

Ellen Geens
Smaakplasticiteit is een vorm van associatief leren die we kunnen terugvinden bij Caenorhabditis elegans. Hierbij vertoont deze rondworm repulsief gedrag ten aanzien van zout, zelfs bij attractieve concentraties, na een korte blootstelling aan een zoute omgeving in afwezigheid van voedsel. Deze scriptie geeft een functionele analyse van het neuropeptide NLP-44 en diens receptor NMUR-1 in dit leergedrag.

Oproep aan alle wormen: leer zout te mijden

Ochtend. Doorheen talloze wekkerradio’s luiden de woorden: ‘Zeven uur. Een goedemorgen. Het nieuws.’ Persoonlijk kan ik nooit snel genoeg op de snooze knop drukken, maar dit is slechts uitstel van executie want vijf minuten later springt de radio weer aan: ‘En dat was het nieuws.’ Jarenlang, hetzelfde ritueel. Opstaan, ontbijten, douchen en de fiets op. Waarom zou je je afvragen? Simpel. Ik moest op tijd op school zijn om weer gevuld te worden met nieuwe kennis rond talloze thema’s. Het meest verbluffende was nog het feit dat ik al die informatie kon herroepen als ik ze nodig had. Oké, eerlijk gezegd. Niet alle informatie en de periodes waarin dit het beste ging, beperkten zich eerder tot de examens. Maar dit blijft tussen ons. Waar ik tot voor kort echter niet echt bij heb stilgestaan, zijn de mechanismen en componenten die nodig zijn om dit mogelijk te maken. Het werd dus de hoogste tijd om de mysteries van leren en geheugen te onthullen!

Leren. Kwestie van een eiwitaanpassing

Wanneer we spreken over leren en geheugen, denken we intuïtief aan het herinneren van feiten en gebeurtenissen uit het verleden. Leergedrag beperkt zich echter niet tot dit. Zo wordt leren gedefinieerd als het vergaren van kennis wat leidt tot een aanpassing van ons gedrag gebaseerd op voorafgaande gebeurtenissen. Hierdoor zijn organismen in staat zich aan te passen aan hun omgeving. Bovendien is dit zeker en vast niet uniek voor mensen. Denk maar aan de vele vogels die de moestuinen plunderen zodra er rijpe vruchten in het vizier zijn. Zij hebben namelijk geleerd dat het wachten tot de tomaten mooi rood zijn vooraleer ze aan het feestmaal beginnen, zeker de moeite waard is. Je moet dus niet naar de schoolbanken om iets te leren.

Verbonden aan leergedrag is het geheugen. Dit is de mogelijkheid om informatie op te slaan en deze weer op te halen. Traditioneel delen we het geheugen op in het lange termijn en korte termijn geheugen die, zoals hun naam al doet vermoeden, eerst en vooral van elkaar verschillen in de tijdspanne waarin informatie wordt opgeslagen. Moleculair onderscheidt het lange termijn geheugen zich van het korte door de aanmaak van nieuwe eiwitten. Om informatie voor een korte periode op te slaan worden reeds aanwezige eiwitten gemodificeerd. Hierbij kan het lichaam gebruik maken van neuropeptiden. Deze zijn niet alleen terug te vinden bij mensen en anderen zoogdieren, maar ook bij dieren die minder ver staan op de evolutionaire ladder. Er ligt dus een berg aan informatie te wachten op de nieuwsgierige wetenschappers.

Caenorhabditis elegans, een intelligente worm

En zo startte de zoektocht naar neuropeptiden die een rol spelen in leren en geheugen. De geschikte partner in crime hiervoor bleek de kleine rondworm Caenorhabditis elegans (C. elegans voor de vrienden) te zijn. De keuze voor dit organisme lijkt initieel verrassend, maar is zeker en vast niet ondoordacht. Deze één millimeter lange diertjes kunnen eenvoudig met honderd individuen gehouden worden in een Petri plaat (veel handiger in vergelijking met de tientallen vierkante meters die nodig zijn om hetzelfde aantal muizen te houden). Daarnaast is er nog een kenmerk dat in het voordeel pleit van C. elegans. In vergelijking met het labyrint van kronkels, bochten en groeven van onze hersenen, is het simpele, volledig in kaart gebrachte zenuwstelsel van C. elegans een zegen voor elke onderzoeker. Bovendien beschikt C. elegans over een homoloog voor 60 tot 80% van de humane genen. Zo gek is het dan toch niet om dit organisme in ons onderzoek te gebruiken. Ondanks mijn overtuigingskracht hoor ik jullie nog altijd afvragen: ‘Welk leergedrag kan een beestje van amper één millimeter vertonen?’ Wel, C. elegans vertoont repulsief gedrag uit ten aanzien van zout, zelfs bij attractieve concentraties, na een korte blootstelling aan een zoute omgeving zonder voedsel. Deze vorm van associatief leren waarbij een associatie wordt gemaakt tussen de aanwezigheid van zout en de afwezigheid van voedsel, wordt smaakplasticiteit genoemd. Zo, met het juiste organisme en leergedrag konden we dus vol goede moed aan onze zoektocht beginnen.

En ja hoor, er kwam een winnaar uit de bus. De afwezigheid van een functioneel neuropeptide NLP-44 en diens receptor NMUR-1 leidde ertoe dat de wormen geen zout meer vermeden nadat ze aan het zout in de afwezigheid van voedsel werden blootgesteld. Maar er is meer… C. elegans bleek ook een kieskeurig beestje te zijn. Zo vertoonden ze enkel en alleen smaakplasticiteit wanneer ze werden blootgesteld aan het zout NaCl, beter bekend als keukenzout. Het aanwezige zout gedurende het experiment bleek dus belangrijk te zijn om dit type van leergedrag te bewerkstelligen. Deze observatie kunnen we terugbrengen naar het feit dat NLP-44 wordt teruggevonden in het ASG neuron dat samen met andere neuronen instaat voor de detectie van dit zout. Het belang van ASG in smaakplasticiteit werd bevestigd door het feit dat inactivatie van dit neuron leidde tot een defect in dit leergedrag. Op het vlak van voedsel bleek deze rondworm dan weer geen voorkeur te vertonen. De gedragingen van C. elegans wijzigden niet wanneer ze grootgebracht werden op twee verschillende bacteriële diëten. Zou ons eten dan toch geen effect hebben op ons geheugen? Heb ik al die jaren voor niets kilo’s noten naar binnen gespeeld tijdens de examens?!

Slimmer in de toekomst?

Resultaten uit deze scriptie en vorig onderzoek duiden dus op het belang van neuropeptiden in vele gedragingen waaronder leren en geheugen. Hebben we hiermee de deur geopend naar een wereld waar we aan de hand van een neuropeptideninjectie ons geheugen een boost kunnen geven? Zou dit de baken van hoop zijn in de strijd tegen dementie en de algemene achteruitgang van ons geheugen naarmate we verouderen? Uiteraard is dit allemaal nog toekomstmuziek, maar elke bijdrage tot het verstaan van deze fenomenen is een stap in de goede richting. En zoals de volkswijze zegt: ‘Rome is ook niet in één dag gebouwd!’

Bibliografie

Aburto, N. J., Ziolkovska, A., Hooper, L., Elliott, P., Cappuccio, F. P., & Meerpohl, J. J. (2013). Effect of lower sodium intake on health: systematic review and meta-analyses. BMJ (Clinical Research Ed.), 346(apr03_3), f1326.

Ahringer, J., ed. Reverse genetics (April 6, 2006), WormBook, ed. The C. elegans Research Community, WormBook, doi/10.1895/wormbook.1.47.1, http://www.wormbook.org.

Albrecht, D. R., & Bargmann, C. I. (2011). High-content behavioral analysis of Caenorhabditis elegans in precise spatiotemporal chemical environments. Nature Methods, 8(7), 599–605.

Alcedo, J., & Kenyon, C. (2004). Regulation of C. elegans Longevity by Specific Gustatory and Olfactory Neurons. Neuron, Vol.41(1), P.45(11).

Altun, Z.F., & Hall, D.H. 2011. Nervous system, general description. In WormAtlas. doi:10.3908/wormatlas.1.18

Appleby, P. A. (2014). The role of multiple chemotactic mechanisms in a model of chemotaxis in C. elegans: different mechanisms are specialised for different environments. Journal of Computational Neuroscience, 36(3), 339–54.

Axel, R. (2005). Scents and sensibility: a molecular logic of olfactory perception (Nobel lecture). Angewandte Chemie (International Ed. in English), 44(38), 6110–27.

Bargmann, C. I.; Horvitz, H. R. (1991). Chemosensory neurons with overlapping functions direct chemotaxis to multiple chemicals in C. elegans. Neuron, Vol.7(5), p.729-742.

Bargmann, C. I. (1993). Genetic and cellular analysis of behavior in C. elegans. Annual Review of Neuroscience, 16, 47–71.

Bargmann, C.I. Chemosensation in C. elegans (October 25, 2006), WormBook, ed. The C. elegans Research Community, WormBook, doi/10.1895/wormbook.1.123.1, http://www.wormbook.org.

Bargmann, C. I. (2012). Beyond the connectome: how neuromodulators shape neural circuits. BioEssays : News and Reviews in Molecular, Cellular and Developmental Biology, 34(6), 458–65.

Bargmann, C. I., Hartwieg, E., & Horvitz, H. R. (1993). Odorant-selective genes and neurons mediate olfaction in C. elegans. Cell, 74(3), 515–27.

Bear M. F., Connors B. W., & Paradiso M. A. (2006). Neuroscience. Exploring the brain. Lippincott Williams & Wilkens, 725-760.

Beets, I., Janssen, T., Meelkop, E., Temmerman, L., Suetens, N., Rademakers, S., …& Schoofs, L. (2012). Vasopressin/oxytocin-related signaling regulates gustatory associative learning in C. elegans. Science (New York, N.Y.), 338(6106), 543–5.

Beets, I., Temmerman, L., Janssen, T., & Schoofs, L. (2013). Ancient neuromodulation by vasopressin/oxytocin-related peptides. Worm, 2(2), e24246.

Benzon, C. R., Johnson, S. B., McCue, D. L., Li, D., Green, T. A., & Hommel, J. D. (2014). Neuromedin U receptor 2 knockdown in the paraventricular nucleus modifies behavioral responses to obesogenic high-fat food and leads to increased body weight. Neuroscience, 258, 270–9.

Berezikov, E., Bargmann, C. I., & Plasterk, R. H. A. (2004). Homologous gene targeting in Caenorhabditis elegans by biolistic transformation. Nucleic Acids Research, 32(4), e40.

Berndt, A., Yizhar, O., Gunaydin, L. A., Hegemann, P., & Deisseroth, K. (2009). Bi-stable neural state switches. Nature Neuroscience, 12(2), 229–34.

Birnboim, H. C., & Doly, J. (1979). A rapid alkaline extraction procedure for screening recombinant plasmid DNA. Nucleic Acids Research, 7(6), 1513–23.

Birnby, D. A., Link, E. M., Vowels, J. J., Tian, H., Colacurcio, P. L., & Thomas, J. H. (2000). A transmembrane guanylyl cyclase (DAF-11) and Hsp90 (DAF-21) regulate a common set of chemosensory behaviors in Caenorhabditis elegans. Genetics, 155(1), 85–104.

Bockaert, J., & Pin, J. P. (1999). Molecular tinkering of G protein-coupled receptors: an evolutionary success. The EMBO Journal, 18(7), 1723–9.

Boyden, E. S., Zhang, F., Bamberg, E., Nagel, G., & Deisseroth, K. (2005). Millisecond-timescale, genetically targeted optical control of neural activity. Nature Neuroscience, 8(9), 1263–8.

Brandt, J. P., Aziz-Zaman, S., Juozaityte, V., Martinez-Velazquez, L. A., Petersen, J. G., Pocock, R., & Ringstad, N. (2012). A single gene target of an ETS-family transcription factor determines neuronal CO2-chemosensitivity. PloS One, 7(3), e34014.

Brenner, S. (1974). THE GENETICS OF CAENORHABDITIS ELEGANS. Genetics, 77(1), 71–94.

Brighton, P. J., Szekeres, P. G., & Willars, G. B. (2004). Neuromedin U and its receptors: structure, function, and physiological roles. Pharmacological Reviews, 56(2), 231–48.

Broverman, S., MacMorris, M., & Blumenthal, T. (1993). Alteration of Caenorhabditis elegans gene expression by targeted transformation. Proceedings of the National Academy of Sciences, 90(10), 4359–4363.

Brownlee, D. J. ., & Fairweather, I. (1999). Exploring the neurotransmitter labyrinth in nematodes. Trends in Neurosciences, 22(1), 16–24.

Carew, T. J., & Sahley, C. L. (1986). Invertebrate learning and memory: from behavior to molecules. Annual Review of Neuroscience, 9, 435–87.

Chalasani, S. H., Kato, S., Albrecht, D. R., Nakagawa, T., Abbott, L. F., & Bargmann, C. I. (2010). Neuropeptide feedback modifies odor-evoked dynamics in Caenorhabditis elegans olfactory neurons. Nature Neuroscience, 13(5), 615–21.

Chalfie, M. (1979). Organization of neuronal microtubules in the nematode Caenorhabditis elegans. The Journal of Cell Biology, 82(1), 278–289.

Chalfie, M., & Sulston, J. (1981). Developmental genetics of the mechanosensory neurons of Caenorhabditis elegans. Developmental Biology, 82(2), 358–370.

Chalfie, M., Sulston, J., White, J., Southgate, E., Thomson, J., & Brenner, S. (1985). The neural circuit for touch sensitivity in Caenorhabditis elegans. J. Neurosci., 5(4), 956–964.

Chao, M. Y., Komatsu, H., Fukuto, H. S., Dionne, H. M., & Hart, A. C. (2004). Feeding status and serotonin rapidly and reversibly modulate a Caenorhabditis elegans chemosensory circuit. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 101(43), 15512–7.

Chatzigeorgiou, M., & Schafer, W. R. (2011). Lateral facilitation between primary mechanosensory neurons controls nose touch perception in C. elegans. Neuron, 70(2), 299–309.

Chen, N., Pai, S., Zhao, Z., Mah, A., Newbury, R., Johnsen, R. C., … & Stein, L. D. (2005). Identification of a nematode chemosensory gene family. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 102(1), 146–51.

Chow, B. Y., Han, X., Dobry, A. S., Qian, X., Chuong, A. S., Li, M., … Boyden, E. S. (2010). High-performance genetically targetable optical neural silencing by light-driven proton pumps. Nature, 463(7277), 98–102.

Corsi, A. K., Wightman, B., & Chalfie, M. (2015). A Transparent Window into Biology: A Primer on Caenorhabditis elegans. Genetics, 200(2), 387–407.

Culetto, E. (2000). A role for Caenorhabditis elegans in understanding the function and interactions of human disease genes. Human Molecular Genetics, 9(6), 869–877.

de Bono, M., & Maricq, A. V. (2005). Neuronal substrates of complex behaviors in C. elegans. Annual Review of Neuroscience, 28, 451–501.

Deisseroth, K. (2011). Optogenetics. Nature Methods, 8(1), 26–9.

Deisseroth, K., Feng, G., Majewska, A. K., Miesenbock, G., Ting, A., & Schnitzer, M. J. (2006). Next-Generation Optical Technologies for Illuminating Genetically Targeted Brain Circuits. Journal of Neuroscience, 26(41), 10380–10386.

Edwards, S. L., Charlie, N. K., Milfort, M. C., Brown, B. S., Gravlin, C. N., Knecht, J. E., & Miller, K. G. (2008). A novel molecular solution for ultraviolet light detection in Caenorhabditis elegans. PLoS Biology, 6(8), e198.

Emmons, S. W., & Lipton, J. (2003). Genetic basis of male sexual behavior. Journal of Neurobiology, 54(1), 93–110.

Fang-Yen, C., Wasserman, S., Sengupta, P., & Samuel, A.D.T. (2009). Agarose immobilization of C. elegans. The worms breeder’s gazette. Vol. 18.

Fire, A., Xu, S., Montgomery, M. K., Kostas, S. A., Driver, S. E., & Mello, C. C. (1998). Potent and specific genetic interference by double-stranded RNA in Caenorhabditis elegans. Nature, 391(6669), 806–11.

Fredriksson, R., & Schiöth, H. B. (2005). The repertoire of G-protein-coupled receptors in fully sequenced genomes. Molecular Pharmacology, 67(5), 1414–25.

Frézal, L., & Félix, M.-A. (2015). C. elegans outside the Petri dish. eLife, 4, e05849.

Frooninckx, L., Van Rompay, L., Temmerman, L., Van Sinay, E., Beets, I., Janssen, T., … & Schoofs, L. (2012). Neuropeptide GPCRs in C. elegans. Frontiers in Endocrinology, 3, 167.

Gaj, T., Gersbach, C. A., & Barbas, C. F. (2013). ZFN, TALEN, and CRISPR/Cas-based methods for genome engineering. Trends in Biotechnology, 31(7), 397–405.

Gibson, D. G., Young, L., Chuang, R.-Y., Venter, J. C., Hutchison, C. A., & Smith, H. O. (2009). Enzymatic assembly of DNA molecules up to several hundred kilobases. Nature Methods, 6(5), 343–5.

Goodman, M.B. Mechanosensation (January 06, 2006), WormBook, ed. The C. elegans Research Community, WormBook, doi/10.1895/wormbook.1.62.1, http://www.wormbook.org

Halevi, S., McKay, J., Palfreyman, M., Yassin, L., Eshel, M., Jorgensen, E., & Treinin, M. (2002). The C. elegans ric-3 gene is required for maturation of nicotinic acetylcholine receptors. The EMBO Journal, 21(5), 1012–20.

Hallem, E. A., Spencer, W. C., McWhirter, R. D., Zeller, G., Henz, S. R., Rätsch, G., … & Ringstad, N. (2011). Receptor-type guanylate cyclase is required for carbon dioxide sensation by Caenorhabditis elegans. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 108(1), 254–9.

Han, X., & Boyden, E. S. (2007). Multiple-color optical activation, silencing, and desynchronization of neural activity, with single-spike temporal resolution. PloS One, 2(3), e299.

Han, X., Chow, B. Y., Zhou, H., Klapoetke, N. C., Chuong, A., Rajimehr, R., … & Boyden, E. S. (2011). A high-light sensitivity optical neural silencer: development and application to optogenetic control of non-human primate cortex. Frontiers in Systems Neuroscience, 5, 18.

Hancock J. T. (2010). Cell signalling. Oxford University Press, 78-103.

Hart, A. C., & Chao, M. Y. (2010). From Odors to Behaviors in Caenorhabditis elegans. CRC Press/Taylor & Francis.

Haupts, U., Tittor, J., Bamberg, E., & Oesterhelt, D. (1997). General concept for ion translocation by halobacterial retinal proteins: the isomerization/switch/transfer (IST) model. Biochemistry, 36(1), 2–7.

Hegemann, P., & Möglich, A. (2011). Channelrhodopsin engineering and exploration of new optogenetic tools. Nature Methods, 8(1), 39–42.

Hilliard, M. A., Apicella, A. J., Kerr, R., Suzuki, H., Bazzicalupo, P., & Schafer, W. R. (2005). In vivo imaging of C. elegans ASH neurons: cellular response and adaptation to chemical repellents. The EMBO Journal, 24(1), 63–72.

Hilliard, M. A., Bergamasco, C., Arbucci, S., Plasterk, R. H. A., & Bazzicalupo, P. (2004). Worms taste bitter: ASH neurons, QUI-1, GPA-3 and ODR-3 mediate quinine avoidance in Caenorhabditis elegans. The EMBO Journal, 23(5), 1101–11.

Hobert, O., Carrera, I., & Stefanakis, N. (2010). The molecular and gene regulatory signature of a neuron. Trends in Neurosciences, 33(10), 435–45.

Hochbaum, D., Ferguson, A. A., & Fisher, A. L. (2010). Generation of transgenic C. elegans by biolistic transformation. Journal of Visualized Experiments : JoVE, (42).

Hodgkin, J., & Doniach, T. (1997). Natural Variation and Copulatory Plug Formation in Caenorhabditis elegans. Genetics, 146(1), 149–164.

Holden-Dye, L., & Walker, R. J. (2012). Report on the 12th symposium on invertebrate neurobiology held 31 August-4 September 2011 at the Balaton Limnological Research Institute of the Hungarian Academy of Sciences, Tihany, Hungary. Invertebrate Neuroscience : IN, 12(1), 69–79.

Howard, A. D., Wang, R., Pong, S. S., Mellin, T. N., Strack, A., Guan, X. M., Liu, Q. (2000). Identification of receptors for neuromedin U and its role in feeding. Nature, 406(6791), 70–4.

Hukema, R. K., Rademakers, S., Dekkers, M. P. J., Burghoorn, J., & Jansen, G. (2006). Antagonistic sensory cues generate gustatory plasticity in Caenorhabditis elegans. The EMBO Journal, 25(2), 312–22.

Hukema, R. K., Rademakers, S., & Jansen, G. (2008). Gustatory plasticity in C. elegans involves integration of negative cues and NaCl taste mediated by serotonin, dopamine, and glutamate. Learning & Memory (Cold Spring Harbor, N.Y.), 15(11), 829–36.

Husson, S. J., Mertens, I., Janssen, T., Lindemans, M., & Schoofs, L. (2007). Neuropeptidergic signaling in the nematode Caenorhabditis elegans. Progress in Neurobiology, 82(1), 33–55.

Husson, S. J., Liewald, J. F., Schultheis, C., Stirman, J. N., Lu, H., & Gottschalk, A. (2012). Microbial light-activatable proton pumps as neuronal inhibitors to functionally dissect neuronal networks in C. elegans. PloS One, 7(7), e40937.

Husson, S. J., Gottschalk, A., & Leifer, A. M. (2013). Optogenetic manipulation of neural activity in C. elegans: from synapse to circuits and behaviour. Biology of the Cell / under the Auspices of the European Cell Biology Organization, 105(6), 235–50.

Husson, S. J., Reumer, A., Temmerman, L., De Haes, W., Schoofs, L., Mertens, I., & Baggerman, G. (2014). Worm peptidomics. EuPA Open Proteomics, 3, 280–290.

Iino, Y., & Yoshida, K. (2009). Parallel use of two behavioral mechanisms for chemotaxis in Caenorhabditis elegans. The Journal of Neuroscience : The Official Journal of the Society for Neuroscience, 29(17), 5370–80.

Inada, H., Ito, H., Satterlee, J., Sengupta, P., Matsumoto, K., & Mori, I. (2006). Identification of guanylyl cyclases that function in thermosensory neurons of Caenorhabditis elegans. Genetics, 172(4), 2239–52.

Izquierdo, E. & Beer, R. (2013). Connecting a Connectome to Behavior: An Ensemble of Neuroanatomical Models of C. elegans Klinotaxis. PLoS Computational Biology, Vol.9(2), p.e1002890.

Jansen, G., Thijssen, K. L., Werner, P., van der Horst, M., Hazendonk, E., & Plasterk, R. H. (1999). The complete family of genes encoding G proteins of Caenorhabditis elegans. Nature Genetics, 21(4), 414–9.

Jansen, G., Weinkove, D., & Plasterk, R. H. A. (2002). The G-protein gamma subunit gpc-1 of the nematode C.elegans is involved in taste adaptation. The EMBO Journal, 21(5), 986–94.

Jarrell, T. A., Wang, Y., Bloniarz, A. E., Brittin, C. A., Xu, M., Thomson, J. N., … & Emmons, S. W. (2012). The connectome of a decision-making neural network. Science (New York, N.Y.), 337(6093), 437–44.

Jorgensen, E. M., & Mango, S. E. (2002). The art and design of genetic screens: Caenorhabditis elegans. Nature Reviews. Genetics, 3(5), 356–69.

Kaletta, T., & Hengartner, M. O. (2006). Finding function in novel targets: C. elegans as a model organism. Nature Reviews. Drug Discovery, 5(5), 387–98.

Kandel, E. R. (2001). The molecular biology of memory storage: a dialog between genes and synapses. Bioscience Reports, 21(5), 565–611.

Kandel, E. R. (2012). The molecular biology of memory: cAMP, PKA, CRE, CREB-1, CREB-2, and CPEB. Molecular Brain, 5(1), 14.

Kangawa, K., Minamino, N., Fukuda, A., & Matsuo, H. (1983). Neuromedin K: A novel mammalian tachykinin identified in porcine spinal cord. Biochemical and Biophysical Research Communications, 114(2), 533–540.

Kaplan, J. M., & Horvitz, H. R. (1993). A dual mechanosensory and chemosensory neuron in Caenorhabditis elegans. Proceedings of the National Academy of Sciences, 90(6), 2227–2231.

Komatsu, H., Mori, I., Rhee, J.-S., Akaike, N., & Ohshima, Y. (1996). Mutations in a Cyclic Nucleotide–Gated Channel Lead to Abnormal Thermosensation and Chemosensation in C. elegans. Neuron, 17(4), 707–718.

Kunitomo, H., Sato, H., Iwata, R., Adachi, T., Ohno, H., & Iino, Y. (2011). Molecular and neural mechanisms of behavioral plasticity based on salt taste memory in C. elegans. Neuroscience Research, 71, e40.

Leinwand, S. G., & Chalasani, S. H. (2013). Neuropeptide signaling remodels chemosensory circuit composition in Caenorhabditis elegans. Nature Neuroscience, 16(10), 1461–7.

Li, C. & Kim, K. Neuropeptides (September 25, 2008), WormBook, ed. The C. elegans Research Community, WormBook, doi/10.1895/wormbook.1.142.1, http://www.wormbook.org.

Lindemans, M., Janssen, T., Husson, S. J., Meelkop, E., Temmerman, L., Clynen, E., … & Schoofs, L. (2009). A neuromedin-pyrokinin-like neuropeptide signaling system in Caenorhabditis elegans. Biochemical and Biophysical Research Communications, 379(3), 760–4.

Liu, K. S., & Sternberg, P. W. (1995). Sensory regulation of male mating behavior in Caenorhabditis elegans. Neuron, 14(1), 79–89.

Luo, L., Wen, Q., Ren, J., Hendricks, Mi., Gershow, M., Qin, Y., Greenwood, J., Soucy, E., Klein, M., ..., & Zhang, Y. (2014). Dynamic Encoding of Perception, Memory, and Movement in a C. elegans Chemotaxis Circuit.

Maier, W.; Adilov, B.; Regenass, M. & Alcedo, J. (2010). A neuromedin U receptor acts with the sensory system to modulate food type-dependent effects on C. elegans lifespan. PLoS biology, Vol.8(5), pp.e1000376.

Marder, E. (2012). Neuromodulation of neuronal circuits: back to the future. Neuron, 76(1), 1–11.

McCoy, C. J., Atkinson, L. E., Zamanian, M., McVeigh, P., Day, T. A., Kimber, M. J., … Mousley, A. (2014). New insights into the FLPergic complements of parasitic nematodes: Informing deorphanisation approaches. EuPA Open Proteomics, 3, 262–272.

Melcher, C., & Pankratz, M. J. (2005). Candidate gustatory interneurons modulating feeding behavior in the Drosophila brain. PLoS Biology, 3(9), e305.

Meng, X., Wahlström, G., Immonen, T., Kolmer, M., Tirronen, M., Predel, R., … & Roos, C. (2002). The Drosophila hugin gene codes for myostimulatory and ecdysis-modifying neuropeptides. Mechanisms of Development, 117(1-2), 5–13.

Milner, B., Squire, L. R., & Kandel, E. R. (1998). Cognitive Neuroscience and the Study of Memory. Neuron, 20(3), 445–468.

Milward, K., Busch, K. E., Murphy, R. J., de Bono, M., & Olofsson, B. (2011). Neuronal and molecular substrates for optimal foraging in Caenorhabditis elegans. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 108(51), 20672–7.

Minamino, N., Kangawa, K., & Matsuo, H. (1983). Neuromedin B: A novel bombesin-like peptide identified in porcine spinal cord. Biochemical and Biophysical Research Communications, 114(2), 541–548.

Minamino, N., Kangawa, K., Fukuda, A., & Matsuo, H. (1984a). Neuromedin L: A novel mammalian tachykinin identified in porcine spinal cord. Neuropeptides, 4(2), 157–166.

Minamino, N., Kangawa, K., & Matsuo, H. (1984b). Neuromedin C: A bombesin-like peptide identified in porcine spinal cord. Biochemical and Biophysical Research Communications, 119(1), 14–20.

Minamino, N., Kangawa, K., & Matsuo, H. (1984c). Neuromedin N: A novel neurotensin-like peptide identified in porcine spinal cord. Biochemical and Biophysical Research Communications, 122(2), 542–549.

Minamino, N., Kangawa, K., & Matsuo, H. (1985). Neuromedin U-8 and U-25: Novel uterus stimulating and hypertensive peptides identified in porcine spinal cord. Biochemical and Biophysical Research Communications, 130(3), 1078–1085.

 Mori, K., Miyazato, M., Ida, T., Murakami, N., Serino, R., Ueta, Y., … & Kangawa, K. (2005). Identification of neuromedin S and its possible role in the mammalian circadian oscillator system. The EMBO Journal, 24(2), 325–35.

Much, J. W., Slade, D. J., Klampert, K., Garriga, G., & Wightman, B. (2000). The fax-1 nuclear hormone receptor regulates axon pathfinding and neurotransmitter expression. Development (Cambridge, England), 127(4), 703–12.

Nagel, G., Brauner, M., Liewald, J. F., Adeishvili, N., Bamberg, E., & Gottschalk, A. (2005). Light activation of channelrhodopsin-2 in excitable cells of Caenorhabditis elegans triggers rapid behavioral responses. Current Biology : CB, 15(24), 2279–84.

Nagel, G., Ollig, D., Fuhrmann, M., Kateriya, S., Musti, A. M., Bamberg, E., & Hegemann, P. (2002). Channelrhodopsin-1: a light-gated proton channel in green algae. Science (New York, N.Y.), 296(5577), 2395–8.

Nagel, G., Szellas, T., Huhn, W., Kateriya, S., Adeishvili, N., Berthold, P., … & Bamberg, E. (2003). Channelrhodopsin-2, a directly light-gated cation-selective membrane channel. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 100(24), 13940–5.

Nelson, M. D., & Raizen, D. M. (2013). A sleep state during C. elegans development. Current Opinion in Neurobiology, 23(5), 824–30.

Okazaki, A., Sudo, Y., & Takagi, S. (2012). Optical silencing of C. elegans cells with arch proton pump. PloS One, 7(5), e35370.

Okazaki, A., & Takagi, S. (2013). An optogenetic application of proton pump ArchT to C. elegans cells. Neuroscience Research, 75(1), 29–34.

Okazaki, A., Takahashi, M., Toyoda, N., & Takagi, S. (2014). Optical silencing of C. elegans cells with light-driven proton pumps. Methods (San Diego, Calif.), 68(3), 425–30.

Ortiz, C. O., Faumont, S., Takayama, J., Ahmed, H. K., Goldsmith, A. D., Pocock, R., … & Hobert, O. (2009). Lateralized gustatory behavior of C. elegans is controlled by specific receptor-type guanylyl cyclases. Current Biology : CB, 19(12), 996–1004.

Park, Y., Kim, Y.-J., & Adams, M. E. (2002). Identification of G protein-coupled receptors for Drosophila PRXamide peptides, CCAP, corazonin, and AKH supports a theory of ligand-receptor coevolution. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 99(17), 11423–8.

Peymen, K., Watteyne, J., Frooninckx, L., Schoofs, L., & Beets, I. (2014). The FMRFamide-Like Peptide Family in Nematodes. Frontiers in Endocrinology, 5, 90.

Pierce, K. L., Premont, R. T., & Lefkowitz, R. J. (2002). Signalling: Seven-transmembrane receptors. Nature Reviews Molecular Cell Biology, 3(9), 639–650.

Pierce-Shimomura, J. T., Morse, T. M., & Lockery, S. R. (1999). The Fundamental Role of Pirouettes in Caenorhabditis elegans Chemotaxis. J. Neurosci., 19(21), 9557–9569.

Praitis, V., Casey, E., Collar, D., & Austin, J. (2001). Creation of Low-Copy Integrated Transgenic Lines in Caenorhabditis elegans. Genetics, 157(3), 1217–1226.

Predel, R., & Wegener, C. (2006). Biology of the CAPA peptides in insects. Cellular and Molecular Life Sciences : CMLS, 63(21), 2477–90.

Radu, I., Bamann, C., Nack, M., Nagel, G., Bamberg, E., & Heberle, J. (2009). Conformational changes of channelrhodopsin-2. Journal of the American Chemical Society, 131(21), 7313–9.

Ramot, D., MacInnis, B. L., & Goodman, M. B. (2008). Bidirectional temperature-sensing by a single thermosensory neuron in C. elegans. Nature Neuroscience, 11(8), 908–15.

Rieckher, M., Kourtis, N., Pasparaki, A., & Tavernarakis, N. (2009). Transgenesis in Caenorhabditis elegans. Methods in Molecular Biology (Clifton, N.J.), 561, 21–39.

Roberts, A. C., & Glanzman, D. L. (2003). Learning in Aplysia: looking at synaptic plasticity from both sides. Trends in Neurosciences, 26(12), 662–70.

Robertson, H. M., & Thomas, J. H. (2006). The putative chemoreceptor families of C. elegans. WormBook : The Online Review of C. elegans Biology, 1–12.

Rong, Y.S. & Golic, K. G. (2000). Gene Targeting by Homologous Recombination in Drosophila. Science, 288(5473), 2013–2018.

Rosenbaum, D. M., Rasmussen, S. G. F., & Kobilka, B. K. (2009). The structure and function of G-protein-coupled receptors. Nature, 459(7245), 356–63.

Sambongi, Y., Takeda, K., Wakabayashi, T., Ueda, I., Wada, Y., & Futai, M. (2000). Caenorhabditis elegans senses protons through amphid chemosensory neurons: proton signals elicit avoidance behavior. Neuroreport, 11(10), 2229–32.

Sasakura, H., & Mori, I. (2013). Behavioral plasticity, learning, and memory in C. elegans. Current Opinion in Neurobiology, 23(1), 92–9.

Satoh, Y., Sato, H., Kunitomo, H., Fei, X., Hashimoto, K., & Iino, Y. (2014). Regulation of experience-dependent bidirectional chemotaxis by a neural circuit switch in Caenorhabditis elegans. The Journal of Neuroscience : The Official Journal of the Society for Neuroscience, 34(47), 15631–7.

Sawin, E. R., Ranganathan, R., & Horvitz, H. R. (2000). C. elegans Locomotory Rate Is Modulated by the Environment through a Dopaminergic Pathway and by Experience through a Serotonergic Pathway. Neuron, 26(3), 619–631.

Schiöth, H. B., & Fredriksson, R. (2005). The GRAFS classification system of G-protein coupled receptors in comparative perspective. General and Comparative Endocrinology, 142(1-2), 94–101.

Schoofs, A., Hückesfeld, S., Schlegel, P., Miroschnikow, A., Peters, M., Zeymer, M., … & Pankratz, M. J. (2014). Selection of motor programs for suppressing food intake and inducing locomotion in the Drosophila brain. PLoS Biology, 12(6), e1001893.

Smith, H. K., Luo, L., O’Halloran, D., Guo, D., Huang, X.-Y., Samuel, A. D. T., & Hobert, O. (2013). Defining specificity determinants of cGMP mediated gustatory sensory transduction in Caenorhabditis elegans. Genetics, 194(4), 885–901.

Stiernagle, T. Maintenance of C. elegans (February 11, 2006), WormBook, ed. The C. elegans Research Community, WormBook, doi/10.1895/wormbook.1.101.1, http://www.wormbook.org.

Stein, G. M., & Murphy, C. T. (2014). C. elegans positive olfactory associative memory is a molecularly conserved behavioral paradigm. Neurobiology of Learning and Memory, 115, 86–94.

Sulston, J. E., & Horvitz, H. R. (1977). Post-embryonic cell lineages of the nematode, Caenorhabditis elegans. Developmental Biology, 56(1), 110–156.

Suzuki, H., Thiele, T. R., Faumont, S., Ezcurra, M., Lockery, S. R., & Schafer, W. R. (2008). Functional asymmetry in Caenorhabditis elegans taste neurons and its computational role in chemotaxis. Nature, 454(7200), 114–7.

Tan, C. P., McKee, K. K., Liu, Q., Palyha, O. C., Feighner, S. D., Hreniuk, D. L., … Howard, A. D. (1998). Cloning and characterization of a human and murine T-cell orphan G-protein-coupled receptor similar to the growth hormone secretagogue and neurotensin receptors. Genomics, 52(2), 223–9.

Thomas, J. H. (1990). Genetic analysis of defecation in Caenorhabditis elegans. Genetics, 124(4), 855–872.

Troemel, E. R., Sagasti, A., & Bargmann, C. I. (1999). Lateral signaling mediated by axon contact and calcium entry regulates asymmetric odorant receptor expression in C. elegans. Cell, 99(4), 387–98.

Tsalik, E. L., Niacaris, T., Wenick, A. S., Pau, K., Avery, L., & Hobert, O. (2003). LIM homeobox gene-dependent expression of biogenic amine receptors in restricted regions of the C. elegans nervous system. Developmental Biology, 263(1), 81–102.

Wadsworth, W. G., & Riddle, D. L. (1989). Developmental regulation of energy metabolism in Caenorhabditis elegans. Developmental Biology, 132(1), 167–173.

Ward, S. (1973). Chemotaxis by the nematode Caenorhabditis elegans: identification of attractants and analysis of the response by use of mutants. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 70(3), 817–21.

Ward, S., Thomson, N., White, J. G., & Brenner, S. (1975). Electron microscopical reconstruction of the anterior sensory anatomy of the nematode Caenorhabditis elegans.?2UU. The Journal of Comparative Neurology, 160(3), 313–37.

Way, J. C., & Chalfie, M. (1989). The mec-3 gene of Caenorhabditis elegans requires its own product for maintained expression and is expressed in three neuronal cell types. Genes & Development, 3(12a), 1823–1833.

Wes, P. D., & Bargmann, C. I. (2001). C. elegans odour discrimination requires asymmetric diversity in olfactory neurons. Nature, 410(6829), 698–701.

White JG., Southgate E., Thomson JN., B. S. (1986). The structure of the nervous system of the nematode Caenorhabditis elegans.

Xu, X., & Kim, S. K. (2011). The early bird catches the worm: new technologies for the Caenorhabditis elegans toolkit. Nature Reviews. Genetics, 12(11), 793–801.

Yizhar, O., Fenno, L. E., Davidson, T. J., Mogri, M., & Deisseroth, K. (2011). Optogenetics in neural systems. Neuron, 71(1), 9–34.

Zhang, F., Wang, L.-P., Boyden, E. S., & Deisseroth, K. (2006). Channelrhodopsin-2 and optical control of excitable cells. Nature Methods, 3(10), 785–92.

Zhang, F., Gradinaru, V., Adamantidis, A. R., Durand, R., Airan, R. D., de Lecea, L., & Deisseroth, K. (2010). Optogenetic interrogation of neural circuits: technology for probing mammalian brain structures. Nature Protocols, 5(3), 439–56.

Zhang, F., Vierock, J., Yizhar, O., Fenno, L. E., Tsunoda, S., Kianianmomeni, A., … & Deisseroth, K. (2011). The microbial opsin family of optogenetic tools. Cell, 147(7), 1446–57.

 

Universiteit of Hogeschool
Master in de biologie
Publicatiejaar
2016
Promotor(en)
Prof. Dr. L. Schoofs
Kernwoorden
Share this on: