هذه المقالة ميزات أسلوب اختبار اتصالات مونوسينابتيك بين الخلايا العصبية باستخدام تيدرودوتاكسين والقناة تيدرودوتاكسين-مقاومة الصوديوم، ناتشباك.
مقالة منهجية
هذه المقالة ميزات أسلوب اختبار اتصالات مونوسينابتيك بين الخلايا العصبية باستخدام تيدرودوتاكسين والقناة تيدرودوتاكسين-مقاومة الصوديوم، ناتشباك.
هنا، يتم تطبيق تقنية جديدة تسمى "المقاومة تيتروتوكسين" (ت) إجراء هندسة عكسية ل Synapses السبر (تيربس) لاختبار اتصالات مونوسينابتيك بين الخلايا العصبية المستهدفة. يعتمد الأسلوب على التعبير المشارك من المنشط المحورة وراثيا مع قناة الصوديوم تيدرودوتاكسين المقاوم، ناتشباك، في خلية presynaptic محددة. اتصالات مع الشركاء بعد متشابك المفترضة التي تحددها تسجيلات كامل الخلية حضور ت، الذي يمنع النشاط الكهربائي في الخلايا العصبية التي لا تعبر عن ناتشباك. يمكن تعديل هذا النهج للعمل مع أي منشط أو تصوير الكالسيوم كمراسل للاتصالات. ويضيف تيربس إلى مجموعة متنامية من الأدوات المتاحة لتحديد الاتصال داخل الشبكات. ومع ذلك، تيربس فريدة من نوعها في ذلك تقارير موثوق بها أيضا السائبة أو نقل وحدة التخزين ونقل الفائض.
هدفا رئيسيا لعلم الأعصاب خريطة الاتصالات بين الخلايا العصبية لفهم كيفية تدفق المعلومات من خلال الدوائر. أصبحت العديد من النهج والموارد المتاحة لاختبار اتصال وظيفية بين الخلايا العصبية في مجموعة من الأنظمة النموذجية1،2. لإنشاء الرسوم البيانية الأسلاك الأكثر دقة باستخدام الكهربية، من المهم حل سواء كانت اتصالات الملحوظ بين خليتين مونوسينابتيك مقابل بوليسينابتيك وغير المباشرة وغير المباشرة. معيار الذهب لجعل هذا التمييز في الثدييات من الخلايا العصبية لقياس زمن الوصول بين action potentials واحد في الخلايا presynaptic وظهور التيارات بوستسينابتيك ضادات (ابسكس) في الخلايا العصبية الثانية. يجب أن يكون اتصالات مونوسينابتيك الاختفاء قصيرة بضع ميلي ثانية وتقلب منخفضة3. هذا النهج يمكن أن يكون معقداً في اللافقاريات الخلايا العصبية لأنه قد تحدث الاشتباكات العصبية في dendrites بهم بعيداً عن الموقع تسجيل جسدية، مما يؤدي إلى تأخير في الكشف عن سبب مسافات طويلة اليكتروتونيك بين كوندوكتانسيس بوستسينابتيك والتسجيل قطب كهربائي. يمكن إدخال هذه التأخيرات الغموض فيما يتعلق ببولي-مقابل الاشتراكات مونوسينابتيك. بالإضافة إلى ذلك، الأحداث متشابك الصغيرة قد تسوس قبل الوصول إلى الموقع تسجيلات جسدية، وقيادة النشاط presynaptic أقوى، من المرجح أن تجنيد الأحداث بوليسينابتيك.
وقد وضعت تقنيات مختلفة لاختبار اتصالات مونوسينابتيك في اللافقاريات. نهج واحد يستخدم الأيونات الموجبة divalent عالية الحلول (مرحبا دي) التي تحتوي على فائض ملغ++ وكاليفورنيا++. يمنع هذا الحل الاتصالات بوليسينابتيك باحتمال الإفراج عن الحد وزيادة إمكانات العمل عتبة لصالح كشف الإدخال مونوسينابتيك4،5. تحديد نسبة دقة ملغ++ بكاليفورنيا++ المطلوبة، ومع ذلك، ليست تافهة، وقد تستمر الاشتراكات بوليسينابتيك لتحفيز متواضعة حتى6. نهج بديل يسمى "إعادة تشكيل" التجارة والنقل عبر الشركاء متشابك (فهم) يستفيد من القرب بين الأغشية قبل وبوستسينابتيك عثر عليها في نهايات للاستدلال اتصال مونوسينابتيك 7. هنا، وأعرب عن مكون البروتينات الفلورية الخضراء (التجارة والنقل) في إحدى الخلايا العصبية، ويعبر عن جزء مكمل للجزيء بشريك بوستسينابتيك المفترضة. وجود الأسفار يشير إلى أن الخلايا العصبية اثنين في قرب قريبة ما يكفي للسماح بإعادة تشكيل جزيء بروتينات فلورية خضراء وينطوي على وجود المشبك. فهم يمكن تقرير نهايات زورا، رغم ذلك، إذا خليتين عن كثب قد الرئيسي يعارضها الأغشية، كما هو الحال في أحد الأعصاب أو كراسة. المتغيرات لفهم القضاء على هذه المغلوطة بالربط الجزء بريسينابتيك من التجارة والنقل مباشرة إلى سينابتوبريفين، مما يتيح إعادة تشكيل فقط في نهايات نشط8. في حين قد ساعدت في تحديد الربط الوظيفي في المورفولوجية CNS فهم وعن المتغيرات، بعض قد لا إجراء اتصالات مرئية بفهم إذا كانت المسافات بين الشركاء قبل وبوستسينابتيك كبيرة نسبيا. وهذا ذات الصلة لا سيما في تقييم نقل وحدة التخزين المرتبطة نيورومودوليشن9 أو تثبيط جابايرجيك10.
هنا، هو أظهر تقنية تكميلية ورواية لاختبار اتصالات مونوسينابتيك مباشرة في المورفولوجية الجهاز العصبي المركزي. يعمل هذا الأسلوب، تسمى "المقاومة تيدرودوتاكسين إجراء هندسة عكسية" لسبر سينابسيس (تيربس)، حسب تعبير المشاركين عن تيدرودوتاكسين (ت)-قناة مقاومة الصوديوم، ناتشباك، ومنشط أوبتوجينيتيك في خلية presynaptic أثناء التسجيل من المفترضة الشركاء بوستسينابتيك9. حضور ت، يتم منع جميع إمكانات العمل بوساطة النشاط في الخلايا غير تلك التي تعرب عن ناتشباك. قناة ناتشباك بشكل انتقائي يعيد استثارة في الخلايا المستهدفة presynaptic، تسمح بانتقال متشابك أثارت الضوء. هذا الأسلوب يسمح التنشيط قوية من الخلايا العصبية presynaptic، مثل أن اتصالات يمكن أن تحلها بوستسينابتيكالي تسجيل جسدية مع الحد من احتمال توظيف الدوائر بوليسينابتيك. الأهم من ذلك، هذا الأسلوب يسمح بدراسة حجم الإرسال ويكشف عن انتشار الإرسال صدر من خلية واحدة في جميع أنحاء دائرة. وبالإضافة إلى ذلك، يمكن أن تكشف عن تيربس الطبيعة الكيميائية للاتصال من خلال الأدوية التقليدية. تيربس غير مناسبة للاستخدام في أي نموذج النظام يتيح التعبير المحورة وراثيا من قنوات الصوديوم ت غير متحسسة.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
1. إعداد الذباب والمروج GAL4 تحديد خطوط
2-إعداد الأوراق المالية ت
3-إعداد الذباب للكهربية
4-الحصول على تسجيل كامل الخلية
5-اختبار اتصال متشابك
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
تيربس يستخدم للتمييز بين مونو والاشتراكات بوليسينابتيك في متشابك الاتصالات بين الخلايا العصبية. بينما يمكن استخدام التحفيز ضعيفة خلية لاختبار اتصالات مباشرة، يقود أكبر نشاط presynaptic غالباً المجندين اتصالات بوليسينابتيك (الشكل 1A). تيربس يعمل من خلال المشترك معربا عن قناة الصوديوم غير متحسسة ت ناتشباك ومنشط أوبتوجينيتيك، واختبار اتصالات حضور ت للقضاء على بوليسينابتيك اتصالات (الشكل 1B). فعالية كتل ت إمكانات العمل في الدماغ ...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
تحليل تيربس تكمل التقنيات الحالية المستخدمة لحلبة تكسير بتمكين الكشف عن نقاط الاشتباك العصبي بين الخلايا العصبية التي تم تحديدها. على وجه التحديد، النهج الذي يكشف عن اتصالات مونوسينابتيك بإسكات إمكانات العمل مع تتكس على نطاق واسع أثناء استعادة استثارة في عدد سكان تحديد الخلايا العصبية مع قناة الصوديوم تتكس غير متحسسة ناتشباك. هو أثارت متشابك الإفراج عن طريق التحفيز أوبتوجينيتيك بينما يتم رصد الأحداث بوستسينابتيك مع تسجيلات كامل الخلية. تيربس يميز نفسه من النهج الأخرى مثل الإلمام بالحساسية بالجملة أو انتقال حجم أثارت في م...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
الكتاب ليس لها علاقة بالكشف عن.
نود أن نشكر جوشوا سنجر، جوناثان شينك، فضلا عن المراجعين مدروس للتعليقات على المخطوطة. كما نود أن نشكر بن الأبيض وهارولد الجريدة للمناقشات بشأن الأسلوب. شينك جوناثان توفر البيانات الشكل 3A. أيد هذا العمل على منحة من مؤسسة وايت هول و R21 المعاهد الوطنية للصحة إلى قج.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| UAS-csChrimson | Bloomington ذبابة الفاكهة مركز | الأسهم 55135 | يستخدم كمنشط عصبي |
| UAS-NaChBac | Bloomington ذبابة الفاكهة مركز | الأسهم 9466 | Resotores استثارة في الخلايا في TTX |
| Tetrodotoxin | Tochris | 1078 | قد تكون هناك حاجة إلى إذن خاص لشراء TTX لأنها مادة خاضعة للرقابة |
| جميع أنواع Sigma-Aldrichall عبر الشبكية | عبر الشبكية | R2500 | تتطلب عاملا مساعدا ل channelrhodopsin |
| Weldable 321 الفولاذ المقاوم للصدأ ؛ ورقة, 0.002 " سميك, 10 " ماكماستر | كار | العريض 3254K7 | يستخدم لصنع حامل ذبابة مخصص. يمكن قطع رقائق معدنية مخصصة بالليزر على بعد pololu.com من ملف PDF المقدم مجهر |
| التشريح | Zeiss | Stemi 2000-C | يستخدم لتشريح المستحضر |
| Waxer | Almore | Eectra Waxer 66000 | يستخدم أثناء التشريح لتأمين الذبابة في رقائق |
| شمع البارافين | Joann | 4917217 | يستخدم مع الشمع |
| رقم 5 ملقط | أدوات العلوم | الدقيقة#5CO | تستخدم لتشريح وإزالة التشريح |
| مقص | أدوات العلوم الدقيقة | 15001-08 | تستخدم لإزالة أجزاء من البشرة أثناء تشريح |
| سلك التنغستن | أنظمة AM | 797500 | استخدم مع التحليل الكهربائي لصنع إبر حادة للتشريح |
| مضخة التمعج | التلاقي مضخات ببساطة مضخات (أمازون) | PM200S | لإعادة تدوير |
| وحدة التحكم في سرعة TTX ل مضخة تمعجية | Zitrades (أمازون) | N / A | PWM وحدة تحكم تعتيم لأضواء LED أو الشريط ، 12 فولت 8 أمبير ، مفتاح إضاءة سطوع قابل للتعديل وحدة تحكم باهتة DC12V 8A 96W لشريط إضاءة LED B |
| Versa-Mount ؛ منظم الهواء المضغوط الدقيق | McMaster Carr | 1804T1 | لتطبيق الضغط الإيجابي أثناء الترقيع |
| Capilaries الزجاجية | World Precision | Instruments TW150F-3 | لماصات التصحيح |
| مقياس متعدد الأغراض | McMaster Carr | 3846K431 | Gauge لمنظم الضغط |
| الفيزيولوجيا الكهربية الكاميرا | Dage MTI & nbsp ؛ | IR-1000 | ستعمل أي كاميرا تعمل في نطاق الأشعة تحت الحمراء (850 نانومتر). أنت لا تريد استخدام الإضاءة الحمراء لأن هذا يمكن أن ينشط csChrimson |
| IR LED | Thorlabs | M850F2 | للإضاءة المائلة |
| الألياف البصرية للأشعة تحت الحمراء LED | Thorlabs | M89L01 | الأزواج إلى الأشعة تحت |
| LED عدسة موضوعية ؛ | أوليمبوس 40X | LUMPlanFLN | يمكن استخدامه في معظم الميكروسيبات ويعمل بشكل جيد لتصور الخلايا العصبية للذباب. |
| العنبر LED | Thorlabs | M590L3d | لتصور RFP و mCherry |
| Blue LED | Thorlabs | M470L3< / strong>d< / sup> | لتصور |
| مجموعة مرشحات | GFP Chroma | 49011< / strong> | لتصور GFP أو تحفيز القناة2rhodopsin |
| مخصص mCherry Filter Set | Chroma | ET580 / 25X و T600LPXR (من مجموعة 49306) ولكن مع حاجز ET610LP / بصري انبعاث | استخدم فقط إذا كنت ترغب في تصحيح الخلايا العصبية المحددة باستخدام channel2rhodopsin |
| Dichroic للجمع بين الكهرماني والأزرق LED | Thorlabs | DMLP550R | استخدم التصحيح فقط تحت mCherry وإثارة channel2rhodopsin بالضوء الأزرق. |
| LED أحمرال | دي الصمام الكهربائي Cree | XPE 620 - 630 نانومتر | يستخدم لقيادة csChrimson |
| LED Driver | LEDupply | 3021-D-E-1000 | يستخدم لتشغيل مصابيح LED للتحفيز البصري الوراثي |
| مناور | Sutter | MP-225 | تستخدم لوضع الماصة أثناء التسجيلات |
| مكبر صوت Patchclamp | أنظمة AM | موديل 2400 | مكبر للصوت مكافئ مناسب |
| بيسل فلتر | وارنر إنسترومنتس | مرشح LPF 202A | الإضافي لتصفية تتبع التيار إلى راسم الذبذبات أثناء التصحيح. |
| نظام الحصول على البيانات | الأدوات الوطنية | NI PCIe-6321 781044-01 | تستخدم لتسجيل البيانات من مكبر الصوت إلى كتلة موصل الكمبيوتر |
| - BNC Terminal BNC-2090A | National Instruments | 779556-01 | تستخدم لتوصيل مكبر الصوت ببطاقة DAQ. |
| رقائق الصلب | ماكماستر كار | 3254K7 | رقائق فولاذية لغرفة التسجيل المخصصة |
| مغناطيس | K & J Magnetics | D42 | لتأمين غرفة التسجيل لحامل الحلقة |
| 1/16 "خلية يلقي الاكريليك شفاف | Pololu | تستخدم لصنع غرفة تسجيل مخصصة. يمكن قطع الأكريليك بالليزر على بعد pololu.com من ملف PDF المقدم |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
طلب إذن لإعادة استخدام النص أو الأشكال في مقالة JoVE هذه
طلب إذن