ショウジョウバエオプトジェネティクス:神経回路を操作する方法

- ショウジョウバエでは、捕食者の接近を知らせる迫り来る視覚刺激が、逃避反応を引き起こすニューロン回路を活性化します。このような応答を制御するニューロン回路を操作するには、チャネルロドプシン-2のようなトランスジェニック光感受性オプシンをその回路内の特定のニューロンに発現させます。

チャネルロドプシンは、明るい青色光にさらされると開く感光性陽イオンチャネルです。その後のナトリウムイオンの流入により、活動電位が急上昇し、ニューロンが発火し、回路に沿って情報を中継します。光刺激に加えて、チャネルロドプシンが開くためには、補因子all-trans-retinalが必要です。

したがって、フライフードにはオールトランスレチナールを提供します、それは通常非常に少量で存在するからです。さらに、視覚刺激への応答に関与する神経回路におけるニューロンの役割を調べるときは、他の光応答を防ぐために、視覚的に盲目のハエを使用してください。

最後に、青色LEDライトを使用して、迫り来る刺激によって引き起こされるのと同じ動作をトリガーします。プロトコル例では、視葉ニューロンでチャネルロドプシンを発現するハエの食品調製と光誘発行動応答を見ていきます。

- まず、標準的なコーンミールフライフードを電子レンジで溶かし、温かくなるまで冷まします。冷却したら、事前に調製した50マイクロリットルの20ミリモルオールトランスレチナールを各バイアルに混合します。.次に、バイアルを冷まし、必要になるまで光から保護しておきます。

まず、氷の上のハエに短時間麻酔をかけます。次に、個々のフライをP1000ピペットチップに入れ、先端をカットして約2.25ミリメートルの細孔径を形成し、両端をテープで密封します。フライが目を覚まし、ピペットの先端を探索し始めたら、テープをはがし、先端を垂直ホルダーの溝にすばやく置きます。チップの底を閉じるつまみネジでチップを所定の位置に固定します。

ハエは通常、30〜60秒間先端を探索します。フライが先端の上部に近づいたら、フライがプラットフォームに出てくる直前にカメラ録画を開始します。フライがプラットフォームに現れたら、1〜2秒待ってから、青色のLEDをオンにします。タイマーを使用して、フライが飛行を開始するまでの時間を手動で測定します。