פרוטוקול זה מתאר הקלטה תאית מתגובות פוטנציאל הפעולה שנורו על ידי נוירונים טעם labellar בדרוזופילה.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
פרוטוקול זה מתאר הקלטה תאית מתגובות פוטנציאל הפעולה שנורו על ידי נוירונים טעם labellar בדרוזופילה.
תגובת הטעם ההיקפית של חרקים יכולה להיחקר בעוצמה עם טכניקות אלקטרו. השיטה המתוארת כאן מאפשרת לחוקר כדי למדוד את תגובות התעוררו אצלם באופן ישיר וכמותית, המשקף את הקלט החושי שמערכת העצבים של החרקים מקבלת מגירויי טעם בסביבתו. פרוטוקול זה מתאר את כל השלבים העיקריים בביצוע טכניקה זו. השלבים הקריטיים בהרכבת מתקן אלקטרופיזיולוגיה, כגון מבחר של ציוד דרוש וסביבה מתאימה להקלטה, מסומנים. אנו גם מתארים כיצד להתכונן להקלטה על ידי ביצוע אלקטרודות התייחסות והקלטה מתאימות, ופתרונות tastant. אנו מתארים בפירוט את השיטה המשמשת להכנת החרקים על ידי החדרת אלקטרודה התייחסות זכוכית לתוך הזבוב על מנת לשתק את חוטם. אנחנו מראים עקבות של הדחפים החשמליים שנורו על ידי נוירונים טעם בתגובה לסוכר ומתחם מרים. היבטים של הפרוטוקול הם לאechnically מאתגר וכוללים תיאור נרחב של כמה אתגרים משותפים טכניים שעשויים להיות נתקלו, כגון חוסר אות או רעש מוגזם במערכת, ופתרונות אפשריים. הטכניקה יש מגבלות, כגון חוסר היכולת לספק גירויי temporally מורכבים, להתבונן ברקע הירי מייד לפני גירוי משלוח, או להשתמש בתרכובות טעם לא מסיסים במים בנוחות. למרות מגבלות אלה, בטכניקה זו (כולל שינויים קלים בהפניה בפרוטוקול) היא תקן, הליך מקובל באופן רחב להקלטת תגובות עצביות דרוזופילה לטעום תרכובות.
חוש הטעם מאפשר חרקים כדי לזהות מגוון רחב של כימיקלים מסיסים וממלא תפקיד חשוב בקבלה של חומר מזין, או הדחייה של אחד מזיק או רעיל. טעם הוא חשב גם לשחק תפקיד בבחירת בן זוג, באמצעות זיהוי של פרומונים 1-5. תפקידים חשובים ומגוונים אלה הפכו את מערכת טעם החרקים יעד משכנע של חקירה כיצד מערכות חושיות לתרגם אותות סביבתיים לתפוקות התנהגותי רלוונטיות.
היחידה העיקרית של מערכת טעם melanogaster דרוזופילה היא שיער הטעם, או Sensillum. מולקולות להיכנס Sensillum דרך נקבובית ב2,6 קצהו. Sensilla נמצא על labellum, הרגליים, מרווח הכנף, והלוע 6. על labellum, המספר והמיקום של sensilla הוא סטריאוטיפי. ישנם שלושה סוגים מורפולוגיים של sensilla מבוססים על אורך: הארוך (L), בינוני (אני), וקצר (S ) Sensilla 7,8. כל Sensillum מכיל או שניים (אני מסוג) או ארבעה (L-ו-S-type) נוירונים קולט התעורר אצלם (GRNs) 9. GRNs שונה מגיב לסוגים שונים של גירויי טעם: מריר, סוכר, מלח וosmolarity 7,10 ולהביע תת שונה של קולטנים התעוררו אצל 8,11-13. רק אני וsensilla S-הסוג להכיל GRNs המר מגיב 8,10. פרויקט GRNs לגנגליון subesophageal (SOG) וההפעלה שלהם על ידי מולקולות טעם מועבר למערכת העצבים המרכזית גבוהה יותר לפענוח, וכתוצאה מכך תגובה התנהגותית 6. המספר הקטן יחסית של תאי עצב ורמת המוכנות לניתוח מולקולרי והתנהגותיות להפוך את המערכת לטעם דרוזופילה מודל מצוין לחקירה של מערכות התעוררו אצלם באופן כללי. קלות היחסית שבי המערכת ניתן להשפיע באמצעות מערכת ביטוי GAL4-כטב"מ מוטציה גנטית או משמשת גם ככלי רב ערך 14,15.
ontent "> בגלל sensilla אלה בולטים מפני שטח של labellum, הם עושים מטרות מעולים לאלקטרופיזיולוגיה. ירי GRNs ניתן לנטר באמצעות הקלטה תאית. מבחינה היסטורית, שיטת ההקלטה בצד הקיר, אשר משתמשת באלקטרודת זכוכית מוכנסת לתוך Sensillum להקליט פעילות עצבית, 26 כבר בשימוש. עם זאת, שיטה זו היא מאתגרת מבחינה טכנית לביצוע, וקשה להקליט במשך זמן רב מהכנה. שיטת טיפ ההקלטה, המודדת את התגובה של נוירונים עם אלקטרודה ש בו זמנית מספק tastant, הפכה מאז את שיטת הבחירה 9,16. זה נוצל כדי לחקור את מערכת הטעם של melanogaster דרוזופילה 8,10,17,18 כמו גם מספר מיני חרקים האחרים 19-23. יש לו כבר הקל באופן משמעותי על ידי הפיתוח של מגבר tastePROBE, שהתגבר על אחד החסרונות העיקריים של שיטת טיפ ההקלטה ידי פיצוי עבורההבדל הגדול בין פוטנציאל אלקטרודה ההשוואתית וSensillum החרקים, המאפשר לפוטנציאל פעולת GRN שיירשם בלי הגברה או סינון 24 מוגזמות. התפתחות חשובה נוספת הייתה השימוש בציטרט tricholine כאלקטרוליט הקלטת 25. TCC מדכא תגובות מGRN osmolarity רגיש ולא לעורר את GRN מלח רגיש, מה שהופך את תגובות שנוצרו על ידי tastants המר וסוכר הרבה יותר קל לנתח 25.כאן אנו מתארים כיצד הקלטת קצה sensilla labellar דרוזופילה מתבצעת כיום במעבדה קרלסון. פרוטוקול זה יסביר כיצד להקים מתקן מתאים אלקטרופיזיולוגיה, כיצד להכין את הזבוב, וכיצד לבצע הקלטות טעם. אנו מציגים גם כמה נתונים נציג מתקבלים על ידי הקלטה מתת קבוצות של sensilla דרוזופילה, כמו גם כמה מבעיות נפוצות ופתרונות אפשריים שעשויים להיות נתקלו בעת שימוש זהטכניקה.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הפרוטוקול הבא עומד בכל הנחיות טיפול בבעלי החיים של אוניברסיטת ייל.
1. חומרים כימיים וציוד הכנה


2. דרוזופילה הכנה

איור 3. הכנת לטוס להקלטה. () עמדת החדרת אלקטרודה התייחסות לבית חזה הגבי של זבוב. החץ הלבן מצביע על האלקטרודה ההתייחסות. (ב) עמדת ביניים של אלקטרודה השוואתית: מתקדמת דרך צוואר וראש, חוטם עדיין לא הוארך. (C, D) טוס עם אלקטרודה השוואתית במצב סופי עם קצה האלקטרודה בתוך labellum, וחוטםפתוח לגמרי. לחץ כאן לצפייה בתמונה גדולה יותר.
3. הקלטה מLabellar Sensilla
gether.within-page = "תמיד"> 
איור 4. הקלטה מזבוב. () Labellum של הכנת זבוב על שמאל עם אלקטרודה הקלטה מיושרת למגע בצד ימין, בהגדלה גבוהה. (ב) אלקטרודה ההקלטה וSensillum היחיד על labellum במגע, בהגדלה גבוהה. לחצו כאן לצפייה בתמונה גדולה יותר.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
איור 5 א מציג את התגובה של Sensillum L לסוכר, סוכרוז. אותו Sensillum אינו מגיב למתחם המר, berberine. איור 5 מראה כי Sensillum סוג I, אשר מכיל תאי עצב מגיב מרים, מציג קוצים גדולים המשרעת בתגובה לberberine, וקוצי משרעת קטנים יותר בתגובה לסוכרוז. L sensilla להציג תגובת רקע מינימאלית לשליטת הממס, TCC, בזמן שאני sensilla להציג כמעט שום תגובה לTCC (איור 5). לקבלת מידע נוסף על תגובות מלח ומים של GRNs labellar, עיין Hiroi 10. <...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
sensilla Labellar להשתנות בקלות ההקלטה, בשל הבדלים במורפולוגיה וארגון אנטומיים. לפעמים Sensillum אינו מגיב לכל tastants, אפילו אחד, כי ידוע כדי לעורר תגובה חיובית. התדירות שבה זה קורה משתנה בהתאם לסוג Sensillum. sensilla L הם הכי מגיב באופן עקבי וקלים יחסית לגשת בשל אורכם. באופן כללי, sensilla S מגיבים באופן עקבי, אבל האורך הקצר שלהם והעמדה בlabellum ליצור קשר טוב מאתגר. אני sensilla ניתן לגשת בקלות רבה יותר, תלוי בזווית של ההכנה, עם זאת, הם לעתים קרובות יותר שאינם מגיבים. על כל ה...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
יש המחברים אין לחשוף.
עבודה זו נתמכה על ידי 1F31DC012985 NRSA predoctoral מענק (לRD) ועל ידי מענקי NIH כדי JC
ברצוננו להודות לד"ר Linnea וייס על הערות מועילות על כתב היד, ד"ר יוסף ריאן לדמויות לעזרה באיסוף, וד"ר פרדריק מריון-סקר לייעוץ טכני מועיל. אנחנו רוצים גם להכיר בהערות מועילות של ארבע ביקורות.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| מיקרוסקופ זום סטריאו | אולימפוס | SZX12 DFPLFL1.6x עיניות PF: WHN10x-H/22 | מסוגל להגדיל ~150X עם מעמד לשולחן למרחק עבודה ארוך מערכות |
| קינטיות | שולחן נגד רטט | ספסל Mate2210 | |
| מיקרומניפולטורים | Narishige | NMN-21 | |
| מעמדים מגנטיים | ENCO | דגם #625-0930 | |
| התייחסות מחזיק אלקטרודה | מכשיר הרווארד | ESP/W-F10N | ניתן להרכבה על פיפטה סרולוגית של 5 מ"ל לטווח מורחב |
| דיוק עולמיים | של חוטי כסף | AGW1510 | קוטר 0.3-0.5 מ"מ |
| מעמד | |||
| גנרי יציאה צינור | גנרי, קוטר 1 ס"מ | ||
| צינורות פלסטיק גמישים | Nalgene | 8000-0060 | דרגה VI 1/4 בקוטר פנימי |
| 500 מ"ל בקבוק | גנרי, עם זרוע צד | ||
| משאבת אקווריום | Aquatic Gardens | משאבת אוויר 2000 | |
| מקור אור סיבים אופטיים | דולן-ג'נר תעשיות | סיבים-לייט 2100 | |
| כרטיס לבן/נייר | Whatman | 1001-110 | |
| מערכת רכישה דיגיטלית | Syntech | IDAC-4 | אלטרנטיבה: National Instruments NI-6251 |
| Headstage | Syntech | DTP-1 | Tasteprobe |
| Tasteprobe מגבר | Syntech | DTP-1 | Tasteprobe |
| קליפים תנין | Grainger | 1XWN7 | כל מותג הוא בסדר |
| חשמל מבודד | גנרי | ||
| זהב מחבר פינים | World Precision Instruments | 5482 | |
| מחשב | אישיVostro של Dell | בודק תאימות למערכת רכישה דיגיטלית ולתוכנה | |
| תוכנת רכישה | Syntech | Autospike | Autospike פועל עם IDAC-4; לחלופין, השתמש ב-LabView עם רדיד אלומיניום NI-6251 |
| ו/או כלוב | סיכוך רעשים אלקטרומגנטי | ||
| נימי זכוכית בורוסיליקט | Precision Instruments | 1B100F-4 | |
| מושך פיפטה | Sutter Instrument Company | דגם P-87 Flaming/Brown Micropipette Puller | |
| Beadle ו-Ephrussi Ringer Solution | ראה מתכון בסעיף הפרוטוקול | ||
| Tricholine citrate, 65% | Sigma | T0252-100G | |
| סטריאומיקרוסקופ | אולימפוס | VMZ 1x-4x | מסוגל להגדלה של פי 10-40 |
| דלי | גנרי | ||
| p200 קצות | גנרי | ||
| מחט עמוד השדרה | Terumo | SN*2590 | |
| 1 מ"ל מזרק | Beckton-Dickenson | 301025 | |
| שואב זבובים | מורכב מקצות פיפטה P1000, צינורות פלסטיק גמישים ורשת | ||
| דוגמנות חימר | מלקחיים גנריים | ||
| כלי מדע עדינים מאת Dumont | 11252-00 | #5SF (טיפים עדינים במיוחד) | |
| מזרק 10 מ"ל | Beckton-Dickinson | 301029 | |
| Tygon | R-3603 |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.