analyzing-responses-mouse-olfactory-sensory-neurons-using-air-phase

Analyzing Responses of Mouse Olfactory Sensory Neurons Using the Air-phase Electroolfactogram Recording

Animals depend on olfaction for many critical behaviors, such as finding food sources, avoiding predators, and identifying conspecifics for mating and ...

For vertebrate olfactory signal transduction, a calcium-activated chloride conductance serves as a major amplification step. However, the molecular identity of the olfactory calcium-activated chloride channel (CaCC) is unknown. Here we report a proteomic screen for cilial membrane proteins of mouse olfactory sensory neurons (OSNs) that identified all the known olfactory transduction components as well as Anoctamin 2 (ANO2). Ano2 transcripts were expressed specifically in OSNs in the olfactory epithelium, and ANO2::EGFP fusion protein localized to the OSN cilia when expressed in vivo using an adenoviral vector. Patch-clamp analysis revealed that ANO2, when expressed in HEK-293 cells, forms a CaCC and exhibits channel properties closely resembling the native olfactory CaCC. Considering these findings together, we propose that ANO2 constitutes the olfactory calcium-activated chloride channel.

ANO2 is the cilial calcium-activated chloride channel that may mediate olfactory amplification.

F&uuml;r Wirbeltiere olfaktorischen Signaltransduktion dient eine aktivierte Kalzium-Chlorid-Leitwert als gro&szlig;e Verst&auml;rkung Schritt. Die molekulare Identit&auml;t des olfaktorischen Kalzium aktivierte Chlorid-Kanals (cacce) ist jedoch unbekannt. Hier berichten wir Proteomic Leinwand f&uuml;r cilial Membranproteine der Maus olfaktorischen sensorischen Neuronen (OSNs), die alle bekannten olfaktorischen Signaltransduktion Komponenten sowie Ano1 2 (A&ntilde;o2) identifiziert. A&ntilde;o2 Abschriften wurden speziell in OSNs im olfaktorischen Epithel und ANO2::EGFP-Fusionsprotein lokalisiert, die OSN Zilien beim in-vivo mit einen adenoviral Vektor ausgedr&uuml;ckt ausgedr&uuml;ckt. Patch-Clamp-Analyse ergab, dass A&ntilde;o2, ausgedr&uuml;ckt in HEK-293-Zellen, eine cacce bildet und Exponate Kanaleigenschaften aufweist, die native olfaktorischen cacce sehr &auml;hnlich. In Anbetracht dieser Ergebnisse zusammen schlagen wir vor, A&ntilde;o2 den olfaktorischen aktiviert Kalzium Chlorid-Kanal bildet.

A&ntilde;o2 ist die cilial aktiviert, Kalzium Chlorid-Kanal, der olfaktorischen Verst&auml;rkung vermitteln kann.

Sensory perception requires accurate encoding of stimulus information by sensory receptor cells. We identified NCKX4, a potassium-dependent Na(+)/Ca(2+) exchanger, as being necessary for rapid response termination and proper adaptation of vertebrate olfactory sensory neurons (OSNs). Nckx4(-/-) (also known as Slc24a4) mouse OSNs displayed substantially prolonged responses and stronger adaptation. Single-cell electrophysiological analyses revealed that the majority of Na(+)-dependent Ca(2+) exchange in OSNs relevant to sensory transduction is a result of NCKX4 and that Nckx4(-/-) mouse OSNs are deficient in encoding action potentials on repeated stimulation. Olfactory-specific Nckx4(-/-) mice had lower body weights and a reduced ability to locate an odorous source. These results establish the role of NCKX4 in shaping olfactory responses and suggest that rapid response termination and proper adaptation of peripheral sensory receptor cells tune the sensory system for optimal perception.

The Na(+)/Ca(2+) exchanger NCKX4 governs termination and adaptation of the mammalian olfactory response.

Sinneswahrnehmung erfordert genaue Codierung der Reiz-Informationen von sensorischen Rezeptor Zellen. Wir haben NCKX4, ein Kalium-abh&auml;ngige Na(+)/Ca(2+) Exchanger, n&auml;mlich als notwendig, f&uuml;r schnelle Reaktion K&uuml;ndigung und korrekte Anpassung der Wirbeltiere olfaktorischen sensorischen Neuronen (OSNs) identifiziert. Nckx4(-/-) (auch bekannt als Slc24a4) Maus OSNs wesentlich l&auml;ngere Antworten und st&auml;rkere Anpassung angezeigt. Einzellige elektrophysiologische Analysen ergaben, dass die Mehrheit der Na (+)-abh&auml;ngige Ca(2+) OSNs f&uuml;r sensorische Transduktion relevant ist im ein Ergebnis von NCKX4 und diese Nckx4(-/-) Maus OSNs sind mangelhaft in Codierung Aktionspotentiale &uuml;ber wiederholte Stimulation. Bulbus-spezifische Nckx4(-/-) M&auml;use hatten niedrigere K&ouml;rper Gewichte und eine reduzierte F&auml;higkeit, eine duftende Quelle zu suchen. Diese Ergebnisse die Rolle des NCKX4 bei der Gestaltung der olfaktorischen Antworten und fest und schlagen Sie diese schnelle Reaktion-K&uuml;ndigung angemessene Anpassung der peripheren sensorischen Rezeptor Zellen optimieren das sensorische System f&uuml;r optimale Wahrnehmung.

Article	Year
ANO2 is the cilial calcium-activated chloride channel that may mediate olfactory amplification. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America\| PubMed ID: 19561302	2009
The Na(+)/Ca(2+) exchanger NCKX4 governs termination and adaptation of the mammalian olfactory response. Nature neuroscience\| PubMed ID: 22057188	2012

Aaron B. Stephan

Biography

JoVE Journal Publications

Other Publications