Stimolazione Optogenetic del comportamento in Fuga<em&gt; Drosophila melanogaster</em

Saskia E.J. de Vries; Tom Clandinin

doi:10.3791/50192

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Articolo metodologico

Stimolazione Optogenetic del comportamento in Fuga

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DOI:

10.3791/50192

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25 gennaio 2013

Saskia E.J. de Vries¹ , Tom Clandinin¹

¹Department of Neurobiology, Stanford University

In questo articolo

Sommario

Strumenti optogenetic geneticamente codificati consentono la manipolazione non invasiva dei neuroni specifici del Drosophila Cervello. Tali strumenti in grado di identificare i neuroni la cui attivazione è sufficiente per scatenare o sopprimere comportamenti particolari. Qui vi presentiamo un metodo per l'attivazione Channelrhodopsin2 che si esprime nei neuroni mirate a mosche liberamente a piedi.

Abstract

Un numero crescente di strumenti geneticamente codificati sono sempre a disposizione che permettono la manipolazione non invasiva dell'attività neurale dei neuroni specifici in Drosophila melanogaster ^1. Primo fra questi sono strumenti optogenetic, che consentono l'attivazione o silenziamento dei neuroni specifici nel intatta di un animale e muoversi liberamente con la luce brillante. Channelrhodopsin (CHR2) è un fotoattivabile canale cationico che, attivato dalla luce blu, provoca depolarizzazione dei neuroni che lo esprimono. CHR2 è stato efficace per identificare i neuroni critiche per comportamenti specifici, come ad esempio evitare di CO _2, l'estensione proboscide e gigante in fibra di risposte di allarme mediata ^2-4. Tuttavia, poiché le sorgenti luminose utilizzate per stimolare CHR2 anche stimolare fotorecettori, queste tecniche optogenetic non sono stati precedentemente utilizzati nel sistema visivo. Qui, uniamo un approccio optogenetic con una mutazione che altera fototrasduzione a demonstrate che l'attivazione di un gruppo di telaio sensibili neuroni nel lobo ottico della mosca, FOMA-1 neuroni, può guidare un comportamento di fuga utilizzato per evitare la collisione. Abbiamo utilizzato un allele nullo di un componente critico della cascata phototransduction, fosfolipasi C-β, codificata dal gene norpA, per rendere l'aria cieco e anche usare la Gal4-UAS sistema attivatore trascrizionale per guidare l'espressione del CHR2 in Foma-1 neuroni. Mosche individuali sono posto su una piccola piattaforma circondata da LED blu. Quando i LED sono illuminati, le mosche rapidamente decollo in volo, in un modo simile a quello visivo guidato telaio-escape comportamento. Riteniamo che questa tecnica può essere facilmente adattato per esaminare altri comportamenti liberi di muoversi in mosche.

Introduzione

Un arsenale crescente di strumenti geneticamente codificati sono stati sviluppati per manipolare attività neurale in cellule specifiche in Drosophila melanogaster ^1. Questi strumenti consentono l'attivazione non invasiva o silenziamento di neuroni specifici nel intatta di un animale e liberi di muoversi. Tra questi, Channelrhodopsin2 (CHR2), un fotoattivabile canale cationico, offre vantaggi, poiché può essere controllata temporalmente e rapidamente indotta. Quando i neuroni che esprimono CHR2 esposti a brillante blu (470 nm), luce che rapidamente depolarizzare e presentano elevati tassi di cottura ^3-5. Tale attivazione mirata dei n....