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Prüfung der monosynaptische Verbindungen in Drosophila mit Tetrodotoxin resistente Natriumkanäle

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DOI:

10.3791/57052

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14. Februar 2018

 , 
1Department of Biology, University of Maryland

In diesem Artikel

Zusammenfassung

Dieser Artikel bietet eine Methode, um die monosynaptischen Verbindungen zwischen den Neuronen durch Tetrodotoxin und Tetrodotoxin-resistente Natrium-Kanal, NaChBac testen.

Zusammenfassung

Hier ist eine neue Technik, genannt Tetrotoxin (TTX) Engineered Widerstand für Probing Synapsen (WARFTEN) angewendet, um monosynaptischen Verbindungen zwischen den Neuronen Ziel zu testen. Die Methode beruht auf Co Ausdruck einer transgenen Aktivator mit dem Tetrodotoxin-resistente Natrium-Kanal, NaChBac, in ein bestimmtes präsynaptischen Neuron. Verbindungen mit vermeintlichen postsynaptischen Partner richten sich nach ganzen Zelle Aufnahmen im Beisein von TTX, die elektrischen Aktivität in Nervenzellen blockiert, die nicht NaChBac ausdrücken. Dieser Ansatz kann geändert werden, um mit Aktivator oder Kalzium Imaging als Reporter der Verbindungen arbeiten. Terpen verleiht den wachsenden Satz von Werkzeugen für die Bestimmung der Konnektivität innerhalb von Netzwerken zur Verfügung. WARFTEN ist jedoch eindeutig, dass es auch zuverlässig Masse oder Volumen Übertragung und Spillover Übertragung meldet.

Einleitung

Ein wesentliches Ziel der Neurowissenschaften ist, ordnen Sie die Verbindungen zwischen den Neuronen zu verstehen, wie Informationen über Schaltkreise fließt. Zahlreiche Ansätze und Ressourcen haben, um funktionelle Verknüpfung zwischen den Neuronen in einer Reihe von Modell-Systeme1,2Testen verfügbar. Um die genauesten Schaltpläne mit Elektrophysiologie zu erzeugen, ist es wichtig, zu lösen, ob beobachtete Verbindungen zwischen zwei Zellen direkt und monosynaptischen versus indirekte und polysynaptische sind. Ein Gold-Standard für die Herstellung dieser Unterscheidung in Säugetier-Neuronen ist die Wartezeit zwischen den einzelnen Action potentials in den präsynaptischen Zellen und dem Beginn der exzitatorischen postsynaptischen Ströme (EPSCs) in der zweiten Nervenzelle messen. Monosynaptische Verbindungen sollten kurze Wartezeiten von ein paar Millisekunden und geringe Variabilität3haben. Dieser Ansatz kann in Wirbellosen Neuronen kompliziert sein, denn Synapsen in ihre Dendriten weit von der somatische Aufnahme Website, was zu Verzögerungen in der Erkennung durch lange electrotonic Abstände zwischen postsynaptischen maßgearbeitet und der Aufnahme auftreten können Elektrode. Solche Verzögerungen können Unklarheiten bezüglich Poly-im Vergleich zu monosynaptischen Beiträge vorstellen. Darüber hinaus kleine synaptische Ereignisse kann vor Erreichen der somatischen Aufnahmen Website zerfallen, und fahren stärker präsynaptischen Aktivität wird voraussichtlich polysynaptische Veranstaltungen zu rekrutieren.

Verschiedene Techniken sind entwickelt worden, um für monosynaptischen Verbindungen bei Wirbellosen zu testen. Ein Ansatz setzt hohe zweiwertigen kationen (Hi-Di) mit überschüssigem Mg++ und Ca++. Diese Lösung blockiert polysynaptische Verbindungen durch reduzierende Release Wahrscheinlichkeit und zunehmende Aktionspotential Schwelle, Erkennung von monosynaptischen Eingang4,5zu bevorzugen. Bestimmung der genauen Verhältnis von Mg++ bis ca.++ erforderlich, jedoch ist nicht trivial und polysynaptische Beiträge können selbst bescheidene Stimulation6anhalten. Ein alternativer Ansatz namens GFP Rekonstitution über Synaptic Partner (GRASP) nutzt die Nähe zwischen Prä- und postsynaptischen Membranen gefunden an den Synapsen, einem monosynaptischen Verbindung 7abzuleiten. Hier eine Komponente des grün fluoreszierenden Proteins (GFP) äußert sich in einer Nervenzelle und der ergänzenden Fragment des Moleküls drückt sich in einem vermeintlichen postsynaptischen Partner. Das Vorhandensein der Fluoreszenz zeigt, dass die zwei Neuronen sind in der Nähe genug, Rekonstitution des GFP-Moleküls zu gestatten und setzt die Existenz einer Synapse. Griff kann Synapsen falsch, jedoch melden, wenn zwei Zellen eng Membranen, wie in einem Nerv oder Faszikel apposed haben. Varianten von GRASP beseitigen solche Fehlalarme durch begrenzen der präsynaptischen Fragments der GLP direkt an Synaptobrevin, wodurch Rekonstitution nur bei aktiven Synapsen8. Während Griff und seine Varianten Bestimmung funktionelle Verknüpfung bei der Drosophila CNS beigetragen haben, können einige Verbindungen nicht sichtbar gemacht werden durch Verständnis wenn die Abstände zwischen Prä- und postsynaptischen Partner ist relativ groß. Dies ist besonders relevant bei der Bewertung der Lautstärke Übertragung Neuromodulation9 oder GABAergen Hemmung10zugeordnet.

Hier zeigt sich eine ergänzende und neuartige Technik zum Testen monosynaptischen Direktverbindungen in Drosophila CNS. Diese Methode, genannt Tetrodotoxin entwickelt Widerstand für Probing Synapsen (WARFTEN), funktioniert durch Co Ausdruck von Tetrodotoxin (TTX)-resistenten Natrium-Kanal, NaChBac und Aktivator optogenetische in einer präsynaptischen Zelle während der Aufnahme von vermeintlichen postsynaptischen Partner9. In Anwesenheit von TTX wird alle Aktionspotential-vermittelte Aktivität in den Zellen als die mit dem Ausdruck NaChBac unterdrückt. Der NaChBac-Kanal wird selektiv Erregbarkeit in die gezielte präsynaptischen Zellen bei schönem Licht-evozierten synaptische Übertragung wiederhergestellt. Diese Methode ermöglicht starke Aktivierung der präsynaptischen Neuronen, so dass Verbindungen postsynaptically durch somatische Aufnahme und reduziert die Wahrscheinlichkeit von recruiting polysynaptische Schaltungen gelöst werden können. Wichtig ist, diese Technik erlaubt die Untersuchung der Volumen-Übertragung und zeigt die Verbreitung des Senders aus ein einzelnes Neuron in einer Schaltung entlassen. Darüber hinaus können Terpen die chemische Natur der Verbindung durch konventionelle Pharmakologie offenbaren. Terpen eignet sich für den Einsatz in jedem Modellsystem, das die transgenen Ausdruck der TTX-unempfindliche Natriumkanäle ermöglicht.

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Protokoll

1. bereiten Sie fliegen und identifizieren GAL4-Promotor-Linien

  1. Wählen Sie eine GAL4-Promotor-Linie und überqueren sie mit fliegen, die Durchführung des Transgens UAS-NaChBac und ein optogenetische Transgen für die Aktivierung.
    Hinweis: FH-CsChrimson11 aufgrund seiner hohen Leitfähigkeit und die Leichtigkeit, mit der NaChBac-vermittelten Aktionspotentialen aktiviert, ausgewählt ist. FH-NaChBac und FH-CsChrimson sind aus dem Bloomington Bestände Repository verfügbar.
  2. Bereiten Sie All-Trans Retinal als eine Stammlösung in Ethanol (35 mM) und speichern Sie die Lösung im Gefrierschrank bei-20 ° C.
  3. Mix-28 µL von diesem Bestand in etwa 5 mL konzentrierter Kartoffel Essen blättert nicht ab und fügen Sie diese Mischung an die Spitze der ein Fläschchen mit konventionellen Drosophila -Medium.
  4. Fliegen mit dem Ausdruck CsChrimson auf Lebensmittel, die 0,2 mM All-Trans-Retinal für 1 – 3 Tage11zu erhöhen.

2. bereiten Sie TTX Lager

  1. Erstellen Sie eine Stammlösung 1 mm TTX in destilliertem oder entionisiertem Wasser. Diese Lösung für mehrere Monate im Labor Kühlschrank aufbewahren. Überprüfen Sie die Institutionen Richtlinien in Bezug auf die Speicherung von TTX, wie viele Institutionen TTX als gefährlich oder kontrollierte Substanz einzustufen.

3. bereiten Sie fliegen für Elektrophysiologie

  1. Sammeln Sie 1 – 3 Tage alten Erwachsenen fliegen, die ausgelöst werden, auf das Essen mit All-Trans-Retinal.
    Hinweis: Siehe Murthy und Turner im Jahr 2013 für eine detaillierte Beschreibung der Patch spannen Drosophila Neuronen12,13.
  2. Legen Sie die fliegen in eine Glasflasche funkeln. Legen Sie das Fläschchen auf Eis für 1 min um die fliegen zu immobilisieren.
  3. Verwenden Sie grobe Zange um eine Fliege in eine maßgeschneiderte Aufnahme Kammer einzufügen. Die Kammer besteht aus einem 3 ½" Kreis Laser Schnitt von 1/16" Acryl. Schnitt ein Loch ¾" ist in der Mitte, wo eine benutzerdefinierte Folie mit 2-Komponenten-Epoxy befestigt ist. Die Folie enthält eine dreieckige geformte Hoffnung, die die Fliege eingefügt ist.
  4. Wenden Sie Wachs oder UV heilbar Epoxy rund um das Tier, um es innerhalb der Aufnahme Kammer zu befestigen an.
  5. Die Vorbereitung mit einem Schwanenhals-Lichtleiter für Visualisierung unter einem Stereomikroskop zu beleuchten. Legen Sie die Schwanenhals-Fasern für Schrägbeleuchtung sie so angepasst, dass sie fliegen direkt von der Seite beleuchten.
  6. Passen Sie die Lichtintensität auf die niedrigste mögliche Einstellung, noch klare Visualisierung der Fliege ermöglicht. Diese Lichtintensität variiert in einzelnen Experimente.
    Hinweis: Dieses Protokoll kann angepasst werden durch eine in Situ Gehirn explant Methode14.
  7. Rufen Sie externe Aufnahme Kochsalzlösung. Die Kochsalzlösung enthält in mM: 103 NaCl, 3 KCl, 5 N-Tris (Hydroxymethyl)-Methyl-2-Aminoethane-Sulfo-Säure, 8 Trehalose, 10 Glukose, 26 Nahco33, 1 NaH2PO4, 1,5 CaCl2und 4 MgCl2 (eingestellt auf mΩ 270-275). Die Kochsalzlösung wird mit 95 % O25 % CO2 (Carbogen) übergeben und hat ein pH-Wert 7,315angepasst.
  8. Platzieren Sie 4-6 Tropfen von extrazellulären Aufnahme Kochsalzlösung über die Fliege Vorbereitung. An diesem Punkt erhöhen Sie die Beleuchtungsstärke am Dissektion Mikroskop für bessere Sichtbarkeit.
  9. Ein Wolframdraht mit Elektrolyse zu schärfen. Um den Draht zu machen, Vorbereiten einer gesättigten Lösung von KNO3 und ca. 20 V AC Strom nicht anzuwenden, wenn die Spitze des Drahtes in die Lösung 20 Mal für 100 ms eintauchen, bis die Spitze geschärft ist. Verwenden Sie die geschärften Wolframdraht, entfernen die Nagelhaut auf den Kopf der Fliege und damit das Gehirn aussetzen.
  10. Weiter aussetzen des Gehirns durch Entfernen von Luftröhre und Fett stellen, die sie umgeben. Wenn die Riechzentrum Lappen zugreifen, verwenden Sie eine gebogene Wolframdraht oder ähnliches Werkzeug, sanft tuck Antennen unter der Folie Aufnahme Kammer um die Sichtbarkeit zu erhöhen. Verwenden Sie scharfe Pinzette sanft losreißen der Glia Ummantelung mit einer Fläche von Interesse, wo Aufnahmen gemacht werden.
  11. Übertragen Sie die Aufnahme-Kammer auf die Elektrophysiologie-Rig. Sofort sprudelte Start Perfusion mit externen Aufnahme Kochsalzlösung mit Carbogen, das Gehirn zu bewahren. Die Kochsalzlösung Reservoir wird über den Mikroskoptisch gesetzt und ist Schwerkraft-gefütterten zur Vorbereitung. Verwenden einer Vakuumleitung und eine 2 L-Erlenmeyerkolben, um die Abfälle Kochsalzlösung zu sammeln.

4. erhalten Sie Whole-Cell Aufnahme

  1. Ziehen Sie Patch Pipetten auf einem kommerziellen Pipette Abzieher. Konsultieren Sie das Handbuch für Einstellungen, um einen geeigneten Pipette mit einem Tipp-Widerstand in der Nähe von 7 mΩ zu erreichen.
  2. Fügen Sie 4 µL interne Aufnahme-Lösung in einer Patch-Pipette. Die interne Kochsalzlösung besteht aus 140 Kalium Aspartat-, 10 HEPES, 4 MgATP, 0,5 Na3GTP, 1 EGTA und 1 KCl in mM.
  3. Patch Clamp Verstärker für die gesamte Zelle Aufnahme eingerichtet. Des Verstärkers Offset Null und legen Sie den Verstärker Testimpulse liefern. Hier wird AM Systeme Patch Clamp Verstärkers 2.400 verwendet.
  4. Positiver Druck durch die Pipette und nähern sich die Zelle. Verwenden Sie einen Mikromanipulator leiten die Pipette und wenden Sie sich an die Zelle. Entlasten Sie positiven Druck. Satz der Holding-Potenzial der Membran zu-60 mV. Die Pipette sollte eine Gigaohm Dichtung mit der Zellmembran wie durch eine niedrige Sub-Picoamp Haltestrom zu bilden.
    Hinweis: Wenn mit GFP Zelle Ausrichtung geleitet, versuchen Sie, Einsatz von Epifluorescent Licht auf ChR2 Aktivierung und potenzielle synaptische Depression verhindern zu minimieren. Auch für ein paar Minuten vor dem Auftragen Schritt 5 warten.
  5. Festlegen den Verstärker liefern Testimpulse von-50 mV bis-60 mV. Diese Einstellung ist standardmäßig in Patch-Clamp-Verstärker. Prüfimpulse zeigen eine große kapazitative transiente repräsentieren die aktuellen notwendig, laden Sie die Patch-Pipette. Entfernen Sie kapazitative Transienten durch Anpassung der Kapazität Entschädigung Knöpfe auf der AM 2400 oder ähnlichen Verstärker.
  6. Wenden Sie kurze Impulse von Unterdruck, Ruptur der Zellmembran und erhalten ganz-Zell Konfiguration an.
    Hinweis: Eine ganze Zelle Konfiguration wird beobachtet, wenn gibt es eine große Zunahme der kapazitative Transienten zeigt die Kapazität des Neurons. Eine geringe Erhöhung der Haltestrom (Baseline) wird wahrscheinlich auch beobachtet werden. Den Verstärker zu aktuellen Klemme Modus einstellen und anpassen der Zelle Potential,-50 bis-60 mV.

5. Testen Sie die synaptischen Konnektivität

  1. Konfigurieren Sie das Datenerfassungssystem (DAQ) um einen LED-Treiber um die Lichtimpulse erzeugen auszulösen. Hier wird eine nationale Instrumente DAQ-System mit Matlab verwendet, um ein analoges Signal auf einen LED-Treiber liefern. Die LED-Intensität wird über das analoge Signal an den Fahrer angepasst. Die LED ist ein 620-630 nm Wellenlänge LED.
  2. Positionieren Sie die High-Power LED direkt unterhalb der Vorbereitung. Passen Sie die Intensität des Lichts, sodass 0.238 mW/mm2 im Handumdrehen erreicht.
  3. Aktivieren Sie die präsynaptischen Neuronen während der Aufnahme aus der postsynaptischen Zelle von Interesse. Zelle Aktivierung Optogenetically, Pharmacogentically, zu erreichen oder über Nervenstimulation. Hier sind CsChrimson und kurze Impulse von rotem Licht angewendet.
    Hinweis: Synaptische Verbindungen können entweder in Stromzange als EPSPs oder Spannung Klemme als EPSCs überwacht werden. Eine synaptische Verbindung sollte sichtbar sein, bevor Sie in Reaktion auf einen Lichtpuls 40 ms TTX anwenden. Wenn keine Verbindung zu beobachten ist, ist es unwahrscheinlich, dass die Nervenzellen synaptisch verbunden entweder Mono- oder polysynaptically. Im Betrieb möglichen kann angepasst werden, um erregenden oder hemmenden Anschlüsse entsprechend zu betonen.
  4. Wenn eine Verbindung in normalen Kochsalzlösung beobachtet wird die Perfusion System, eine Endkonzentration von 1 zu erreichen TTX hinzufügen verwenden µM eine Umwälzpumpe zu erfassen und Wiederverwenden von Kochsalzlösung um TTX zu sparen. Die peristaltische Pumpe wird Salzlösung aus dem Bad zu ziehen und an der saline Reservoir zurück.
  5. Passen Sie die Pumpe Geschwindigkeit um ein starkes Vakuum konstant bereitzustellen, das nicht, dass Kochsalzlösung Ebene in der Badewanne zulässt zu steigen und fallen.
    Hinweis: Die Anwendung der TTX sollte die Einstellung der Spick Aktivität in der Nervenzelle, die ganze Zelle überwacht wird führen. Dies bestätigt, dass die Kochsalzlösung genug TTX hinzugefügt wurde.
  6. Kurze Impulse von rotem Licht (40 ms bei jedem Impuls) erneut anwenden. An dieser Stelle synaptische Verbindung, die bleibt ist wahrscheinlich monosynaptischen. Die umlaufenden Kochsalzlösung testen die chemische Natur der synaptischen Verbindungen, die bleiben in TTX fügen Sie pharmakologische Antagonisten hinzu.
    Hinweis: Bei der Kombination von Optogenetik und fluoreszierende Ausrichtung der Neuronen kann es wichtig, nicht zu anhaltend aktivieren die präsynaptischen Bevölkerung der Neuronen bei dem Versuch, eine Aufnahme zu erhalten sein. Dies kann zu synaptische Depression führen und erschwert es, Verbindungen zu sehen. Da CsChrimson eine lange Erregung Band, die weitgehend in den Bereich des grün fluoreszierenden Proteins erstreckt hat, kann eine rote Fluorophor verwendet werden, um Neuronen und channel2rhodopsin visualisieren (Ch2R) kann verwendet werden, um Zellpopulationen zu begeistern. Dies erfordert spezielle Genetik und einen benutzerdefinierten Filter-Cube. Um geeignete fliegen zu erzeugen, machen Sie fliegen, die die rote Fluorophor (RFP oder mCherry) ausdrücken unter die LexA oder Q-System binärer Ausdruck Systeme. Diese müssen mit der Fliege Gal4 Förderer und FH-Ch2R und FH-NaChBac-Effektor-Gene auszudrücken überquert werden. Der optimale Filter-Cube für Epifluoreszenz haben eine Reihe von schmalen Erregung zu begeistern die rote Fluorophor, aber nicht begeistern Ch2R. zusätzlich, die Filter-Set sollte einen langen Pass Emission Filter, um möglichst viel emittierte Licht zu sammeln. Wir verwendeten einen benutzerdefinierten Filter set von Chroma, die Teil-Nummern et580/25 X und t600lpxr (aus dem 49306 Satz), enthalten aber mit einem et610lp Barriere/Emission Filter.

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Ergebnisse

Terpen dient zur Unterscheidung zwischen Mono- und polysynaptische Beiträge in synaptischen Verbindungen zwischen den Neuronen. Während schwache Stimulation einer Zelle verwendet werden, um direkte Verbindungen zu testen, Rekruten fahren größeren präsynaptischen Aktivität oft polysynaptische Verbindungen (Abbildung 1A). Terpen funktioniert durch die TTX-unempfindliche Natrium-Kanal NaChBac und Aktivator optogenetische Co zum Ausdruck zu bringen, und testen Ve...

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Diskussion

Terpen Analyse ergänzt aktuelle Techniken zur Schaltung Rissbildung durch ermöglicht die Erkennung von Synapsen zwischen bestimmten Nervenzellen verwendet. Insbesondere offenbart der Ansatz monosynaptische Verbindungen im großen und ganzen Aktionspotentiale mit TTX-Stummschaltung während der Wiederherstellung Erregbarkeit in einer ausgewählten Population von Neuronen mit dem TTX-unempfindliche Natrium-Kanal NaChBac. Synaptischen Freisetzung wird durch optogenetische Stimulation ausgelöst, während postsynaptischen Veranst...

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Offenlegungen

Die Autoren haben nichts preisgeben.

Danksagungen

Wir möchten danken Joshua Singer, Jonathan Schenk sowie durchdachte Rezensenten für Kommentare auf das Manuskript. Wir möchten auch Danke Ben White und Harold Zakon für Diskussionen über die Technik. Jonathan Schenk lieferten die Daten für die Abbildung 3A. Diese Arbeit wurde durch ein Whitehall Foundation Grant und einem NIH-R21, QG unterstützt.

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Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien
NameUnternehmenKatalognummerKommentare
UAS-csChrimsonBloomington Drosophila Stock Center55135Wird als neuronaler Aktivator verwendet
UAS-NaChBacBloomington Drosophila Stock Center9466Resotores Erregbarkeit in Zellen in TTX
TetrodotoxinTochris1078den Kauf von TTX kann eine Sondergenehmigung erforderlich sein, da es sich um eine kontrollierte Substanz
handelt. trans-RetinalR2500Co-Faktor für Kanalrhodopsin
schweißbarer Edelstahl 321 erforderlich  Blatt,  0.002"  Dick,  10"   WideMcMaster Carr3254K7Wird verwendet, um benutzerdefinierte Fliegenhalter herzustellen. Benutzerdefinierte Folie kann bei pololu.com aus der bereitgestellten PDF-Datei lasergeschnitten werden
DissektionsmikroskopZeissStemi 2000-CWird zum Sezieren der
Vorbereitung verwendet WaxerAlmoreEectra Waxer 66000Wird während der Dissektion verwendet, um die Fliege in der Folie zu sichern
ParaffinwachsJoann4917217Wird mit Waxer
Number 5 Pinzette FineScience Tools#5COWird zum Sezieren und Enthüllen
verwendet DissektionsschereFine Science Tools15001-08Wird verwendet, um Teile der Nagelhaut während der Dissektion zu entfernen
WolframdrahtA-M Systems797500Verwendung mit Elektrolyse zur Herstellung von geschärften Nadeln für die Dissektion
Umlaufpumpe Peristaltic PumpSimply Pumps (Amazon)PM200Sfür die Umwälzung TTX
Speed Controller für Peristaltische PumpeZitrades (Amazon)N/APWM Dimmsteuerung für LED-Leuchten oder Bänder, 12 Volt 8 Ampere, einstellbare Helligkeit Lichtschalter Dimmer Controller DC12V 8A 96W für LED-Streifenlicht B
Versa-Mount  Präzisions-DruckluftreglerMcMaster Carr1804T1Zum Anlegen von Überdruck beim Patchen
GlaskapilareWorld Precision InstrumentsTW150F-3Für Patch-Pipetten
Mehrzweck-ManometerMcMaster Carr3846K431Manometer für Druckregler
Elektrophysiologie KameraDage MTI IR-1000Jede Kamera, die im IR-Bereich (850 nm) arbeitet, funktioniert. Sie möchten keine rote Beleuchtung verwenden, da dies csChrimson
IR LEDThorlabs aktivieren kann M850F2Für schräge Beleuchtungsfaseroptik
für IR-LEDThorlabsM89L01Kopplung an IR-LED-Objektiv
 Olympus 40XLUMPlanFLNDies kann auf den meisten Mikroskopen verwendet werden und eignet sich gut zur Visualisierung von Fliegenneuronen.
Amber LEDThorlabsM590L3dZur Visualisierung von RFP und mCherry
Blue LEDThorlabsM470L3dZur Visualisierung von GFP
GFP FiltersetChroma49011Zur Visualisierung von GFP oder zur Stimulation von channel2rhodopsin
Custom mCherry Filter SetChroma  et580/25x und t600lpxr (aus dem 49306-Set), jedoch mit einer et610lp Barriere-/EmissionsoptikVerwenden Sie diese Option nur, wenn Sie identifizierte Neuronen mit channel2rhodopsin
Dichroic patchen möchten, um bernsteinfarbene und blaue LED-Thorlabs zu kombinieren. DMLP550RVerwenden Sie nur das Pflaster unter mCherry und regen Sie channel2rhodopsin mit blauem Licht an.
RoteLED-LEDSupplyCree XPE 620 - 630 nmZur Ansteuerung des csChrimson
LED-TreibersLEDSupply3021-D-E-1000Zur Ansteuerung von LEDs für die optogenetische
Stimulation ManipulatorSutter InstrumentsMP-225Zur Positionierung der Pipette während der Aufnahme
Patchclamp AmplifierA-M SystemsModell 2400Ein gleichwertiger Verstärker ist geeignet
Bessel FilterWarner Instruments LPF 202AHilfsfilter zum Filtern der Stromspur zum Oszilloskop während des Patchens.
Datenerfassungssystem National InstrumentsNI PCIe-6321            781044-01Zum Aufzeichnen von Daten vom Verstärker zum Computer
Anschlussblock - BNC-Anschluss BNC-2090ANational Instruments779556-01Zum Anschließen des Verstärkers an die Datenerfassungskarte.
Stahlfolie McMaster Carr3254K7Stahlfolie für kundenspezifische Aufnahmekammer
MagneteK& J MagneticsD42Zum Befestigen der Aufnahmekammer am Ringständer
1/16" Zelle Gegossenes Acryl KlarPololuWird verwendet, um eine benutzerdefinierte Aufnahmekammer herzustellen. Acryl kann bei pololu.com aus der bereitgestellten PDF-Datei lasergeschnitten werden
Für verwendet

Referenzen

  1. Petreanu, L., Huber, D., Sobczyk, A., Svoboda, K. Channelrhodopsin-2-assisted circuit mapping of long-range callosal projections. Nat Neurosci. 10, 663-668 (2007).
  2. Yao, Z., Macara, A. M., Lelito, K. R., Minosyan, T. Y., Shafer, O. T. Analysis of functional neuronal connectivity in the Drosophila brain. J Neurophysiol. , 684-696 (2012).
  3. Doyle, M. W., Andresen, M. C. Reliability of monosynaptic sensory transmission in brain stem neurons in vitro. J Neurophysiol. 85, 2213-2223 (2001).
  4. Nicholls, J. G., Purves, D. Monosynaptic chemical and electrical connexions between sensory and motor cells in the central nervous system of the leech. J Physiol-London. 209, 647-667 (1970).
  5. Byrne, J. H., Castellucci, V. F., Kandel, E. R. Contribution of individual mechanoreceptor sensory neurons to defensive gill-withdrawal reflex in Aplysia. J Neurophysiol. 41, 418-431 (1978).
  6. Liao, X., Walters, E. T. The use of elevated divalent cation solutions to isolate monosynaptic components of sensorimotor connections in Aplysia. J Neurosci Meth. 120, 45-54 (2002).
  7. Feinberg, E. H., et al. GFP Reconstitution Across Synaptic Partners (GRASP) Defines Cell Contacts and Synapses in Living Nervous Systems. Neuron. 57, 353-363 (2008).
  8. Macpherson, L. J., et al. Dynamic labelling of neural connections in multiple colours by trans-synaptic fluorescence complementation. Nat Commun. 6, 10024-10029 (2015).
  9. Zhang, X., Gaudry, Q. Functional integration of a serotonergic neuron in the Drosophila antennal lobe. Elife. 5, (2016).
  10. Wilson, R. I. Early olfactory processing in Drosophila: mechanisms and principles. Annu Rev Neurosci. 36, 217-241 (2013).
  11. Klapoetke, N. C., et al. Independent optical excitation of distinct neural populations. Nat Methods. 11, 338-346 (2014).
  12. Murthy, M., Turner, G. C. Whole-cell in vivo patch-clamp recordings in the Drosophila brain. Cold Spring Harb Protoc. , 140-148 (2013).
  13. Murthy, M., Turner, G. C. Dissection of the head cuticle and sheath of living flies for whole-cell patch-clamp recordings in the brain. Cold Spring Harb Protoc. 2013, 134-139 (2013).
  14. Gu, H., O'Dowd, D. K. Whole Cell Recordings from Brain of Adult Drosophila. J Vis Exp. , (2007).
  15. Wilson, R. I., Turner, G. C., Laurent, G. Transformation of olfactory representations in the Drosophila antennal lobe. Science. 303, 366-370 (2004).
  16. Kazama, H., Wilson, R. I. Homeostatic Matching and Nonlinear Amplification at Identified Central Synapses. Neuron. 58, 401-413 (2008).
  17. Becnel, J., et al. DREADDs in Drosophila: a pharmacogenetic approach for controlling behavior, neuronal signaling, and physiology in the fly. Cell Reports. 4, 1049-1059 (2013).
  18. Armbruster, B. N., Li, X., Pausch, M. H., Herlitze, S., Roth, B. L. Evolving the lock to fit the key to create a family of G protein-coupled receptors potently activated by an inert ligand. P Natl Acad Sci USA. 104, 5163-5168 (2007).
  19. Sun, Q. Q., Wang, X., Yang, W. Laserspritzer: A Simple Method for Optogenetic Investigation with Subcellular Resolutions. PLoS One. 9, e101600-e101608 (2014).
  20. Holloway, B. B., et al. Monosynaptic Glutamatergic Activation of Locus Coeruleus and Other Lower Brainstem Noradrenergic Neurons by the C1 Cells in Mice. J Neurosci. 33, 18792-18805 (2013).
  21. Petreanu, L., Mao, T., Sternson, S. M., Svoboda, K. The subcellular organization of neocortical excitatory connections. Nature. 457, 1142-1145 (2009).
  22. Kloppenburg, P., Ferns, D., Mercer, A. R. Serotonin enhances central olfactory neuron responses to female sex pheromone in the male sphinx moth manduca sexta. J Neurosci. 19, 8172-8181 (1999).
  23. Suster, M. L., Seugnet, L., Bate, M., Sokolowski, M. B. Refining GAL4-driven transgene expression in Drosophila with a GAL80 enhancer-trap. Genesis. 39, 240-245 (2004).

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Schlagwörter

Drosophila NeuronenGanzzellaufzeichnungenoptogenetische AktivierungTetrodotoxin Applikationpharmakologische AntagonistenAnalyse der Volumen bertragungTesten synaptischer VerbindungenAufbau des Elektrophysiologie Rigs

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