המטרה הכוללת של פרוטוקול זה היא להדגים כיצד להציג odorants של התנודתיות נמוכה להקלטת single-sensillum מ נוירונים קולטן תסיסנית חוש הריח המגיבים שרשרת פרומונים ארוכים שרשרת.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
המטרה הכוללת של פרוטוקול זה היא להדגים כיצד להציג odorants של התנודתיות נמוכה להקלטת single-sensillum מ נוירונים קולטן תסיסנית חוש הריח המגיבים שרשרת פרומונים ארוכים שרשרת.
חרקים מסתמכים על חוש הריח שלהם כדי להנחות מגוון רחב של התנהגויות קריטי להישרדות שלהם, כגון חיפוש מזון, הימנעות טורף, oviposition, והזדווגות. כימיקלים רבים של תנודות משתנות זוהו כמו ריחות טבעיים המפעילים חרק חוש הריח נוירונים קולטן (ORNs). עם זאת, לימוד תגובות חוש הריח כדי odorants התנודתיות נמוכה כבר הקשו על ידי חוסר היכולת להציג ביעילות גירויים כאלה באמצעות שיטות קונבנציונאלי משלוח ריח. כאן, אנו מתארים הליך המאפשר את ההצגה האפקטיבית של odorants נמוך התנודות עבור vivo יחיד Sensillum הקלטה (SSR). על ידי מזעור המרחק בין מקור הריח לבין רקמת המטרה, שיטה זו מאפשרת יישום של ריחות ביולוגיים בולטים אך לא נגישים עד כה, כולל חומצה palmitoleic, פרומון גירוי עם אפקט הפגינו על ORNs המעורבים חיזור התנהגות ההזדווגות 1 .ההליך שלנו ובכך מציע שדרה חדשה assay שורה של ריח odorants נמוכה לחקר olfaction חרקים תקשורת pheromone.
תסיסנית ORNs מגיבים למספר עצום של odorants, עם מגוון רחב של שרשרת פחמן אורכים מגוון רחב של קבוצות פונקציונליות, כולל אסטרים, אלכוהול, קטונים, lactones, aldehydes, terpenes, חומצות אורגניות, אמינים, תרכובות גופרית, heterocyclics, ארומטיים 2 , 3 . ריחנים שונים התכונות הפיסיקוכימיות שלהם יכול להיות שונים volatilities שונים, המצוין על ידי לחץ אדי של המתחם. יש לציין כי ריחות ביולוגיים רלוונטיים עבור תסיסנית melanogaster שונים מאוד בתנודתיות שלהם. לדוגמה, Ir92a ORNs מגיבים לאמוניה 4 , שהיא תנודתית מאוד, עם לחץ אדי של 6,432 מ"מ כספית ב 20 ° C. לעומת זאת, OR67d ORNs מגיבים על פרומון זכר, cis- acenate אצטט ( c VA) 5 , 6 , לחץ אדים של אשר 43 מ"מ כספית ב 20 ° C.
"Ove_content"> בדיקת תגובת הריח ל odorants של תנודתיות נמוכה היא מאתגרת במיוחד עם שיטות קונבנציונאלי משלוח ריח, שבו odorants מועברים באמצעות זרם האוויר המוביל על מרחק ארוך יחסית ( כלומר כמה סנטימטרים ).ככזה, דיווחים חוש הריח דיווח אל odorant נמוך התנודתיות נתונה יכול להשתנות במידה רבה, בהתאם לעיצוב של המערכת-המסירה ריח לדוגמא, התגובה המדווחת של Or67d ORNs למינון גבוה של ג VA נע בין ~ 40 7 -.> 200 קוצים / s 6 . יתר על כן, המשלוח היעיל של VA ג עם שיטות משלוח קונבנציונליות מיוחס צפוי תוצאות false-negative, מוביל לפרשנות כי ג VA כשלעצמו אינו מספיק כדי להפעיל Or67d ORNs 8. פרשנות זו נתערערה מאוחר יותר על ידי מחקר אחר באמצעות לטווח קצר שיטת הריח משלוח 9. זה אימפרה ולכןTive לפתח מערכת ריח ריאה חזקה להצגת יעיל של odorants של תנודתיות נמוכה.לאחרונה, זיהינו כמה שרשרת ארוכה של חומצות שומן קורטיקולרי כמו ligands עבור OR47s ORNs. הם שוכנו סוג 4 Antennal Trichoid Sensillum (ב 4). בין שרשרת ארוכה של חומצות ריח odorants, מצאנו כי חומצה palmitoleic פונקציות כמו fheromone אפרודיזיאק כי מקדם החיזור הגברי על ידי הפעלת OR47b ORNs 1 . עם זאת, במחקר אחר המשתמש בשיטה של מתן ריחות קונבנציונאלי, מתיל לוראטי הוצג כדי לעורר תגובות של ORNs OR47, בעוד חומצה palmitoleic עורר שום תגובה כאשר הוצגו מאותו המרחק 10 . בהשוואה ג VA, חומצות שומן ארוכות-שרשרת הן אפילו פחות תנודתי, עם לחצים אדי פחות מ 0.001 מ"מ כספית על 25 מעלות צלזיוס 11. התנודתיות הנמוכה מטבען של ריחות חומצות שומן ארוכות שרשרת, המונעת הצגה יעילה לאנטנה דרךקונבנציונאלי משלוח מערכות ריח, סביר להניח את התוצאות שליליות שווא 10 . חוסר עקביות זה מדגיש את חוסר הקליטה של מערכות ריחות קונבנציונאליים בהצגת ריחות נדיפים. הוכח בעבר כי המסירה האפקטיבית של ריחות זבוביים טסים דורשת קרבה בין מקור הריח לבין רקמת היעד 6 . לכן, כדי לאפיין באופן מלא את ההשפעות של pheromones פעיל ביולוגית תוך מחקה את המרחק שבו הם עשויים להיתקל על ידי זבובי פירות בטבע 12 , 13 , הסכמנו כי המרחק המינימלי חייב להיות נתון בעדיפות גבוהה בהליך שלנו.
השיטה שלנו מחזיקה יתרונות נוספים, כולל תאימות עם סטנדרטי electrophysiology טכניקות. קיימים מראש setups סטנדרטי דורשים שינוי מינימלי כדי להתאים את הפרוטוקול הזה, ואת רוב הצעדים SSR דורשים רק התאמות קלות. זֶההופך את הטכניקה שלנו נגיש לחוקרים מנוסים SSR. יתר על כן, הטכניקה שלנו מאפשרת הצגה של odorants בתזוזות נמוכה עם התחלה חדה וקיזוז, מתאם מתן תמריצים עם התגובה העצבית. לבסוף, פריסת החומרה מאפשרת חילופי מהיר בין מחסניות odorant, המאיץ איסוף נתונים על פני טווח המינון הרצוי.
אנו מתחילים על ידי סקירת הכנת הפניה אלקטרודות הקלטה, תמיסת Hemolymph-Adult למבוגרים (AHL) פתרון, מחסניות משלוח אודורנט, ואת olfactometer המקביל. לאחר מכן אנו דנים בהכנה של פתרונות חומצה palmitoleic odorant, ואחריו הכנת זבוב להקליט. אנו ממשיכים לשקול את הקריטריונים לבחירת סנסילום טריכואיד כדי להקליט ולבחון מקרוב את המיקום של מחסנית אודורנט לפני הצגת נתונים נציג רכשה באמצעות שיטה זו. לבסוף, אנו מסיקים על ידי בחינת יישומים שימושיים של techniq זהאו, כמה נתקלו בבעיות, ואת הפתרונות שלהם.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
1. הכנת החומרה עבור הקלטה 4
2. הכנת פתרונות חומצה Palmitoleic חומצה עבור משלוח
הערה: ORNs מגיבים הן לחומצה cis והן לחומצה טרנס- פאלמטולית. כמו חומצה palmitoleic אינו יציב ב RT, מניות מאוחסנים ב -20 מעלות צלזיוס, ומשמשים בתוך חודש לאחר הפתיחה. אתנול הוא ממס של בחירה עבור חומצה palmitoleic.
3. הכנת תסיסנית עבור גישה מוכנה AT4 Sensilla עבור הקלטות אלקטרו vivo
הערה: זבובים WT (ברלין) הם גידלו בינוני תירס רגיל ב 25 מעלות צלזיוס במחזור כהה 12:12. עם זאת, הזבובים מופרדים במין לקבוצות של עשרה, לפיו הם שוכנים עד גיל 7. Or47s ב זבובים זכר ונקבות להגיב חומצה palmitoleic. לפשטות, רק זבובים גברים נבדקים במחקר הנוכחי.
4. הקלטה של פעילות סנסילום ב 4 ORNs ORNs ב 4 Trichoids בתגובה חומצה Palmitoleic
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הטכניקה שלנו יושמה בהצלחה כדי לקבוע את היעילות היחסית של טרנס ( איור 5 א ) לעומת CIS ( איור 5 ב ) איזומרים של חומצה palmitoleic. הנתונים הייצוגיים שלנו מדגימים כי חומצה טרנס- פאלמיטולית היא ליגנד יעיל יותר עבור ORNs OR47 כאשר בהשוואה isoform cis ( איור 5 ג ). נוירון אחד נרשם מכל זבוב, עם שנים עשר זבובים נרשמה לכל עקומת המינו...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
כאן, תיארנו הליך שבו תשובות של ORNs ORNs לחומצה palmitoleic יכול להיות המושרה בחוזקה נרשמה. שינינו שיטת קונבנציונאלי ארוכת טווח משלוח ריח 2 , 7 , 10 כדי לפתור את הבעיה של משלוח pheromone מספיק odorant. התייחסנו לסוגיית התנודתיות הזעירה על ידי אספקת המתחם באמצעות מחסניות ריחניות, שפתחן ממוקם במילימטרים של הכנה. כאשר השיקול ניתן לבנייה עקבית של מיקום של כל מחסנית אודורנט, פרוטוקול זה מתבטא ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
למחברים אין מה לחשוף.
אנו מודים יה זאנג לעזרה עם עקבות מדגם ופח קי Tsang לעזרה עם התמונות. עבודה זו נתמכה על ידי קרן תומכת קרן ריי אדוארדס מוקדם קריירה מענק NIH (R01DC015519) כדי C-YS ומענקים NIH (R01DC009597 ו R01DK092640) כדי JWW
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| Prep Setup & חומרים שונים | |||
| מכשיר מושך פיפטות | Sutter Instruments Novato CA ארה"ב | P97 | חולץ פיפטות |
| נימי זכוכית בורוסיליקט | Precision Instruments סרסוטה פלורידה ארה"ב | 1B100F-4 | לייצור מוטות אחיזה |
| נימי זכוכית אלומינוסיליקט | Sutter Instruments Novato CA ארה"ב | AF100-64-10 | לייצור אלקטרודות |
| שקופיות מיקרוסקופ סופרפרוסט פישר | Scientific פיטסבורג פנסילבניה ארה"ב | 12-550-143 | לתחנת הכנה לזבובים |
| סרט דו צדדי קבוע | סקוטש סנט פול מינסוטה ארה"ב | NA לתחנת הכנה לזבובים | |
| מיקרוסקופ זקוף | אולימפוס שינג'וקו טוקיו יפן | BX51 | להקלטת אסדה |
| פלסטלינה דוגמנות חימר | ואן אקן צפון צ'רלסטון SC ארה"ב | B0019QZMQQ | לתחנת הכנה ולייצב את מוט האחיזה |
| יחידת מסנן חד פעמית סטרילית זרימה מהירה עם קרום SFCA, 0.45 מ"מ | Nalgene רוצ'סטר ניו יורק ארה"ב | # 156-4045 | לעיקור תמיסת AHL |
| שם< / חזק > | חברה | <חזק>מספר קטלוגי | <חזק>הערות |
| ><חזק>חומרי מחסנית | <חזק> | ||
| 200 ומיקרו; קצה פיפטה L | VWR Radnor PA ארה"ב | 53508-810 | להכנת מחסניות ריח והכנה לזבוב |
| נייר סינון | Whatman Maidstone Kent UK | 740-E | לייצור מחסניות ריח |
| מייבש ואקום | Cole-Parmer Vernon Hills IL USA | VX-06514-30 | לאידוי ממס אתנול |
| שם | Company | <חזק>מספר קטלוגי | <חזק>תגובות |
| ><חזק>חומרי ריח | <חזק> | ||
| cis-palmitoleic acid | Cayman Chemical Ann Arbor MI USA | #10009871 (CAS # 373-49-9) | Or47b odorant |
| חומצה טרנס-פלמיטולאית | Cayman Chemical Ann Arbor MI | USA#9001798 (CAS # 10030-73-6) | Or47b ריח |
| אתנול | ספקטרום כימי MFG. ניו ברונסוויק ניו ג'רזי ארה"ב | E1028-500MLGL | לדילול חומצה פלמיטולאית |
| <חזק>שם | <חזק>חברה | Catalog Number | Comments |
| >Rig Setup Materials | |||
| מחסנית ריח מיקרומניפולטור | Siskiyou Grants Pass OR USA | MX130R | כדי למקם את האולפקטומטר |
| תוכנת Flow Vision | Alicat Tuscon AZ USA | FLOWVISIONSC | תוכנה לשליטה בקצב הזרימה |
| בקר מסה | Alicat Tuscon AZ USA | MC-2SLPM-D | לשליטה בקצב הזרימה עבור בקר מסת אוויר לח |
| Alicat Tuscon AZ USA | MC-500SCCM-D | לשליטה בקצב הזרימה לגירוי ריח | |
| Clampex | Molecular Devices Sunnyvale CA ארה"ב | גרסה 10.4 | תוכנה לרכישת נתונים |
| צינור אספקת אוויר | Ace Glass Vineland NJ ארה"ב | 8802-936 | כדי לספק אוויר לח |
| עדשת אובייקטיבית פי 50 | אולימפוס שינג'וקו טוקיו יפן | LMPLFL50X | מתקן הקלטה |
| Clampfit 10 | Molecular Devices Sunnyvale CA ארה"ב | גרסה 10.4 | תוכנה לניתוח ספייק |
| Igor Pro 6 | WaveMetrics Lake Oswego OR ארה"ב | גרסה 6.37 | תוכנה לניתוח נתונים |
| צג אודיו | ALA Scientific Instruments Farmingdale ניו יורק | NPIEXB-AUDIS-08B | מדווח באופן שמיעתי על קוצים בודדים |
| מגבר חוץ-תאי | ALA Scientific Instruments Farmingdale NY USA | NPIEXT-02F | כדי להגדיל את משרעת האותות החשמליים |
| בקר שסתומים | Warner Instruments | VC-8 | לשליטה בפתיחת השסתום לגירוי ריח |
| הקלטת אלקטרודה מיקרומניפולטור | Sutter Instruments Novato CA USA | MP-285 | למיקום אלקטרודת הקלטה |
| מגבר HEADSTAGE | ALA Scientific Instruments Farmingdale NY USA | EQ-16.0008 | כדי להגדיל את משרעת האותות החשמליים |
| אוסילוסקופ | Tektronix Beaverton או ארה"ב | TDS2000C | דו"ח ויזואלי של עליות בודדות |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.