여기, 우리는 프로토콜 Zebrafish 애벌레에서 2 광자 레이저로 뉴런의 유전자 표시 부분 모집단을 ablate을 제시.
방법 논문
여기, 우리는 프로토콜 Zebrafish 애벌레에서 2 광자 레이저로 뉴런의 유전자 표시 부분 모집단을 ablate을 제시.
동작에서 뉴런의 부분 모집단의 역할을 확인 하려면 차단 하는 살아있는 동물에 그것의 활동의 결과 테스트 필수적 이다. 레이저 절제 뉴런의 신경 세포는 선택적으로 형광 프로브로 표시 된 경우이 목적을 위해 효과적인 방법입니다. 현재 연구에서 레이저 ablating 신경 2 광자 현미경을 사용 하 고 그 기능 및 행동 결과의 테스트의 부분 모집단에 대 한 프로토콜을 설명 합니다. 이 연구에서 zebrafish 애벌레에 먹이 캡처 동작 연구 모델로 사용 됩니다. 이 시각 기반 먹이 잡는 동작을 기초 pretecto hypothalamic 회로 알려져 있다. 제 브라 pretectum 레이저 녹지, 그리고 열 등 한 엽 (ILH; pretectal 투영의 대상) 시상 하 부의 신경 활동 조사 되었다. Pretectal 제거 후 먹이 캡처 동작 또한 시험 되었다.
동작 뇌의 신경 활동에서 발생 하는 방법을 이해 하는 그 행동의 생성에 관여 하는 신경 회로 식별할 필요가 있다. 애벌레 단계에서 zebrafish는 그들의 작은, 투명 한 두뇌는 신경 활동의 광범위 한 영역에서 셀룰러 해상도에서 조사를 가능 하 게 하기 때문에 동작와 관련 된 두뇌 기능을 공부에 대 한 이상적인 동물 모델을 제공 합니다 1동작 관찰 하는 동안 두뇌입니다. 특정 뉴런에 신경 활동의 이미징 유전자 인코딩된 칼슘 (Ca) 지표 (GECIs) GCaMP2등의 발명을 통해 가능한 되고있다. 제 브라 GCaMP 유전자 변형 동물3행동에서 Ca 이미징 실시 하 여 동작 기능 신경 회로 연결 하는 데 유용 하 게 입증 했습니다.
Ca 이미징 신경 활동과 행동 사이의 상관 관계를 설명할 수 있다, 그러나 인과 관계, 보여 신경 활동과 행동에 그것의 consequence(s)를 테스트의 중요 한 단계가 있습니다. 이를 위해 다양 한 방법이 있다: 특정 신경 회로4, 특정 뉴런5,6, halorhodopsin7, optogenetic 도구를 사용 하 여 신경의 표현 변경 유전자 변이의 사용 및 레이저 타겟된 신경8,9의 제거. 레이저 절제술은 상대적으로 적은 수의 특정 뉴런에 활동을 제거에 대 한 특히 적합 합니다. 신경 세포를 죽 여 신경 활동의 돌이킬 수 없는 제거 행동 결과 평가 촉진 한다.
Zebrafish의 애벌레 단계에서 관찰 될 수 있는 하나의 재미 있는 행동은 먹이 캡처 (그림 1A). 시력10, visuomotor 변환11,,1213, 시각 지 각의 인식의 연구에 대 한 유리한 실험 시스템을 제공 하는이 시각 가이드, 목표 지시 동작 개체14,15,,1617,18, 그리고 의사 결정19. 어떻게 먹이 neuroethology20에서 중앙 질문 되었습니다 잡는 행동 포식 자와 먹이 탐지 먹이를 리드 하는 방법에 의해 인식 된다. 이 문서에서 우리는 pretectum에서 핵의 계획에 의해 형성 된 pretecto hypothalamic 회로의 역할에 초점 (핵 pretectalis superficialis 갈 거 예요 magnocellularis,이 하, 간단 하 게는 pretectum으로 표시)에 ILH 하. pretectum의 레이저 절제 먹이 캡처 활동을 줄이고 ILH 시각적 먹이 지 각21와 관련 된 신경 활동 폐지를 표시 했다. 여기, 수행을 위한 프로토콜 레이저 절제 및 애벌레 설명 zebrafish의 캘리포니아2 + 이미징 및 행동 녹화를 사용 하 여 그것의 효과 테스트.
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1. 절제 2 광자 레이저 현미경을 사용 하 여 신경 세포의 부분 모집단의
참고: 사용자가 Ca 이미징 다음 제거 수행 계획, UAShspzGCaMP6s 선21을 사용 합니다. 사용자 행동 기록 제거 다음 수행 계획, EGFP 긍정적인 세포의 제거는 GCaMP6s 표현 세포의 보다 수행 하기가 UAS:EGFP 라인을 사용 합니다.
2. 칼슘 이미징 Pretectum 연기나 Zebrafish 애벌레에 먹이 갖는 신경 활동을 기록 하
3. 레이저 절제 다음 행동 결과의 평가
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특정 뉴런 유전자 EGFP 또는 GCaMP6s, 누구의 식 Gal4 라인에서 주도 했다으로 표시 했다. Gal4 라인 gSAIzGFFM119B pretectal 지역 (magnocellular 표면 pretectal 핵), 및 후 각 전구 뉴런의 부분 모집단에 핵을 사용 되었다. 또 다른 Gal4 라인, hspGFFDMC76A에 ILH 레이블을 사용 되었다. 우리가 레이저-녹지 pretectal 신경 양측 (그림 2A 왼쪽된 패널)와 또한 연기나 신경 후 각 전구에 양측 Gal4 라인 gSAIzGFFM119B의 zebrafish 애벌레에는 컨트롤 (그림 2A 오른쪽 패널)로 UAS:EGFP 기자 물고기와 성관계를 했다. 결과 2 광자 레이저 하면서 인접 한 셀 또는 neurites 영향을 받지 않습니다 (...
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두 광자 레이저는 구체적으로 개별 뉴런을 ablate을 우수한 공간 해상도, 위대한 주의 뇌 조직의 열 때문에 원치 않는 어떤 손상을 피하기 위하여 취해야 한다. 제거 실험에서 가장 중요 한 단계는 최적의 레이저 방사선 양을 결정 하는. 부족 한 방사선을 신경 세포를 죽 일 실패 합니다. 너무 많은 방사선 열 손상 주변 조직, 바람직하지 않은 효과가 발생할 것입니다 것입니다. 레이저 조사 (ROIs, 반복, 그리고 스캔 속도의 수의 분야)의 최적 범위는 좁은 것 처럼 보인다. 몇 가지 요소는 절제의 효율성을 영향을 줍니다.
첫째, 다른 형광 기자 단백질을 사용 하 여 제거 조건 각 기자에 대 한 최적화가 필요 합니다. GCaMP 식 핵 없는 세포질에서 관찰 됩니다. 반면, EGFP 형광 GCaMP에 비해 대상된 셀의 효율적이 고 특정 절제에 대 한 유리한 수 있습니다 셀의 내부에 걸쳐 나타납니다. GCaMP 사용 하 여도 레이저 녹지 GCaMP 표현 셀 줄된 형광 강도 EGFP ...
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저자 보고 관심의 없습니다 충돌 있다.
이러한 연구는 문 부 과학성, JSP KAKENHI 보조금 번호 JP25290009, JP25650120, JP17K07494, 및 JP17H05984에서 받은 교부 금에 의해 투자 되었다.
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| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| NuSieve GTG 아가로스 | Lonza | Cat.#50080 | 저융점 아가로스 |
| 6cm 페트리 접시 | FALCON | 제품#:351007 | |
| 해부 바늘 | AS ONE Corporation | Cat. 번호 2-013-01 | |
| https://keystone-lab.com/en/item/detail/404142 LSM7MP | Carl Zeiss | 이광자 레이저 스캐닝 현미경 | |
| W Plan-Apochromat 63x/1.0 | Carl Zeiss | 63X 대물 렌즈 | |
| Imager.Z1 | Carl Zeiss | 에피 형광 현미경 | |
| ZEN | Carl Zeiss | 컨포칼 현미경용 이미지 수집 소프트웨어 | |
| Secure-Seal 혼성화 챔버 개스킷, 챔버 8개, 직경 9mm x 깊이 0.8mm | 분자 프로브 | 카탈로그 # S-24732 | Ca 이미징 |
| 이미징 챔버 | Grace Bio-Labs | CoverWell 이미징 챔버 PCI-A-2.5 | 행동 기록 챔버로 사용 |
| 수술용 칼 | MANI | 안과 칼 MST15 | |
| ORCA-Flash4.0 | Hamamatsu Photonics | 모델 : C11440-22CU | 과학적인 CMOS 카메라 |
| HCImage | Hamamatsu Photonics | 이미지 정확도 소프트웨어 | |
| 하드 디스크 레코딩 모듈 | Hamamatsu Photonics | 짧은 시간에 하드 디스크 드라이브에 동영상 파일을 저장할 수있는 소프트웨어 모듈 | |
| SZX7 | 올림푸스 스테레오 | 스코프 | |
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| Point Grey Grasshopper3 4.1MP 모노 USB3 Visio | FLIR Systems, Inc. | 제품 번호. GS3-U3-41C6NIR-C | CMOS 카메라 |
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| 링 LED 라이트 | CCS | 모델: LDR2-100SW2-LA | 백색 LED |
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| 나일론 메쉬 13&마이크로; m | 도쿄 스크린 | N-No. 508T-K | http://www.tokyo-screen.com/cms/sta20347/ |
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| 메탈 시브 75 미크론 조리개 | 도쿄 스크린 | ||
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| LabVIEW | National Instruments | 프로그래밍을 위한 통합 개발 환경 | |
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