이 콘텐츠를 보려면 JoVE 구독이 필요합니다. 로그인하거나 오늘 무료 평가판을 시작하세요.

방법 논문

모기 전기 조영술에 대한 단계별 가이드

6.3K 조회수

⸱

DOI:

10.3791/62042

⸱

2021년 3월 10일

이 논문에서

요약

이 기사는 암컷과 수컷을 포함한 여러 속의 모기에서 성공적이고 저소음 근위전도를 위한 단계별 프로토콜을 자세히 설명합니다.

초록

암컷 모기는 지구상에서 가장 치명적인 동물로, 혈액 식사를 할 때 전염되는 병원체로 인해 매년 100만 명이 넘는 사람들의 목숨을 앗아갑니다. 먹이를 먹을 숙주를 찾기 위해 모기는 시각적, 기계적, 열적, 후각적 등 다양한 감각 신호에 의존합니다. 이 연구는 연구자들이 모기가 농도에 따라 개별 화학 물질과 화학 물질의 혼합을 감지 할 수 있는지 여부를 평가할 수있는 전기 전기 검사 (EAG) 기술에 대해 자세히 설명합니다. 가스 크로마토 그래피 (GC-EAG)와 결합 할 때,이 기술은 안테나를 전체 헤드 스페이스 / 복잡한 혼합물에 노출시키고 모기가 검출 할 수있는 관심있는 샘플에 존재하는 화학 물질을 결정합니다. 이것은 숙주의 체취뿐만 아니라 식물 꽃다발 또는 기타 생태학적으로 관련된 냄새(예: 산란 부위 냄새 물질)에 적용할 수 있습니다. 여기에서 우리는 긴 기간의 준비 반응 시간을 허용하고 Aedes, Culex, Anopheles 및 Toxorhynchites 모기를 포함한 여러 속의 암컷 및 수컷 모기 모두에 적용할 수 있는 프로토콜을 설명했습니다. 후각은 일반적으로 모기 숙주 상호 작용 및 모기 생물학에서 중요한 역할을하기 때문에 EAG 및 GC-EAG는 새로운 질병 벡터 제어 전략 (예 : 미끼)의 개발을위한 관심 화합물을 밝힐 수 있습니다. 행동 분석으로 보완하면 각 화학 물질의 원자가 (예 : 유인 물질, 기피제)를 결정할 수 있습니다.

서론

모기는 지구상에서 가장 치명적인 유기체로, 연간 백만 명 이상의 목숨을 앗아가고 세계 인구의 절반 이상을 그들이 전염시키는 병원체에 노출될 위험에 처하게합니다. 이 곤충들은 먹이를 먹을 숙주(식물과 동물 모두)를 찾고, 짝짓기와 산란을 하고, 애벌레와 성충 단계 모두에서 포식자를 피하기 위해 광범위한 단서(즉, 열, 시각, 기계, 후각, 청각)에 의존한다 2,3. 이러한 감각 중에서, 후각은 위에서 언급한 행동, 특히 냄새 분자 2,3의 중장거리 검출에 중요한 역할을 한다. 숙주 또는 산란 부위에서 방출되는 냄새는 모기, 족근 및 더듬이에 위치한 다양한 특정 후각 수용체(예: GR, OR, IR)에 의해 감지됩니다 2,3.

후각은 숙주 탐색(식물과 동물), 짝짓기 및 산란 행동의 핵심 구성 요소이기 때문에 모기 방제를 위한 새로운 도구를 개발하기 위한 이상적인 목표가 된다

액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.

프로토콜

1. 식염수 준비

  1. 식염수를 미리 준비하여 냉장고에 보관하십시오.
  2. Beyenbach와 Masia26 을 따라 솔루션을 준비합니다.
    참고: mM 단위의 식염수 제조법: 150.0 NaCl, 25.0 HEPES, 5.0 포도당, 3.4 KCl, 1.8 NaHCO3, 1.7 CaCl 2 및 1.0 MgCl2. pH는 1M NaOH로 7.1로 조정됩니다. 선반 보관을 늘리기 위해 이때 포도당이나 자당을 준비에 첨가하지 마십시오. EAG를 실행하기 직전에 식염수에 필요한 양을 추가하십시오 (실험 당 약 50 mL).

2. 냄새 준비 및 보관

  1. 1.5mL 호박색 바이알에 악취 혼합물 또는 단일 화합물 희석액을 미리 준비하고 화합물 분해를 방지하기 위해 -20°C에서 보관하십시오.
    알림: 농도는 수행할 테스트에 따라 다릅니다. 0.1% 또는 1%는 일반적으로 화합물을 검출할 수 있는지 여부를 결정하는 데 사용됩니다. 용량-반응 곡선의 경우 주어진 화학 물질의 연속 희석액을 준비하고 가장 낮은 농도에서 가장 높은 농도까지 테스트합니다.
  2. 테스트 된 화학 물질의 용해도에 ....

액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.

결과

Electroantennography는 곤충 안테나에 의해 화학 물질 또는 화학 물질 혼합물이 감지되는지 여부를 결정하는 강력한 도구입니다. 또한 농도의 점진적인 증가를 사용하여 주어진 화학 물질에 대한 검출 역치를 결정하는 데 사용할 수 있습니다(즉, 용량 곡선 반응, 그림 4B). 또한, 숙주 관련 악취에 대한 반응에 대한 방충제의 효과를 시험하는 것이 유용하다(29).

양성 및 음성 대조군은 항상 EAG에서 사용해야합니다. 여기서, 양성대조군으로 벤즈알데히드를 사용하였다(도 3B, 3C, 4A). 이 화합물은 지금까지 테스트 된 모든 모기 종에서 안테나 반응을 이끌어내는 것으로 밝혀졌습니다24,25,29<.......

액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.

토론

후각 매개 행동은 생리적(예: 연령, 시간) 및 환경(예: 온도, 상대 습도)을 포함한 많은 요인의 영향을 받습니다30. 따라서 EAG를 수행 할 때 동일한 생리적 상태 (즉, 연령 모니터링, 굶주림, 짝짓기)에있는 곤충을 사용하는 것이 필수적입니다 31 건조를 피하기 위해 준비 주변에 따뜻하고 습한 환경을 유지하는 것이 필수적입니다. 약 25 °C의 온도가 이상적이며 주요 항공사의 습도는 60%에서 80%입니다. 이것은 주 항공사 회로에 버블러를 배치하여 쉽게 달성할 수 있습니다.

또한 곤충의 생물학과 관련된 결과를 얻기 위해 각 종의 생태를 고려하는 것이 중요합니다. 예를 들어, 야행성 종을 사용하는 경우 주관적인 밤 동안 반응을 테스트하기 위해 빛의 주기를 반대로 하는 것을 고려하십시오. 하루 중 특정 순간 (즉, 곤충이 활동할 때)에 EAG를 수행하도록 선택하는 것도 중요합니다. 예를 .......

액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.

공개 사항

저자는 공개 할 것이 없습니다.

감사의 글

도움이 되는 토론을 해주신 클레망 비나거(Clément Vinauger) 박사와 제프리 리프펠(Jeffrey Riffell) 박사에게 감사드립니다. 다음의 시약은 BEI Resources, NIAID, NIH를 통해 입수하였다: Anopheles stephensi, 균주 STE2, MRA-128, Mark Q. Benedict에 의해 기여됨; Aedes aegypti, Strain ROCK, MRA-734, David W. Severson 제공; Culex quinquefasciatus, 균주 JHB, 계란, NR-43025. 저자는 Culex quinquefasciatus 및 Anopheles stephensi (균주 : Liston) 모기 알을 제공 한 Jake Tu 박사, Nisha Duggal 박사, James Weger 박사 및 Jeffrey Marano에게 감사드립니다. Aedes albopictus 와 Toxorhynchites rutilus septentrionalis 는 저자가 New River Valley 지역 (VA, USA)에서 수집 한 들판 모기에서 파생됩니다. 이 연구는 생화학과와 Fralin Life Science Institute의 지원을 받았습니다.<....

액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.

재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
에어 테이블 클린 벤치TMChttps://www.techmfg.com/products/labtables/cleanbench63series/accessoriess소음 감소
아날로그-디지털 보드National InstrumentsBNC-2090A
벤치탑 Flowbuddy CompleteGenesee Scientific59-122BC모기 마취
Borosillicate 유리 모세관셔터 기기B100-78-10기록 및 참조 모세관
화학 물질시그마 Aldrich벤즈알데히드: 418099-100 mL; 부티르산 : B103500-100mL; 1- 헥산올 : 471402-100mL; 미네랄 오일: M8410-1L여기에 제시된 실험에 사용되는 화학물질
CO2Airgas 또는 PraxairN/A모기를 마취하기 위해
차가운 광원VolpiNCL-150
일회용 주사기BD1 mL (309628)  / 3 mL (309657)
전극 케이블World Precision Instruments5371
전극 젤 무염Parkerlabs12-08-Spectra-360
패러데이 케이지TMChttps://www.techmfg.com/products/electric-and-magnetic-field-cancellation/faradaycages소음 감소
유량계Bel-art65mm(H40406-0010) / 150mm(H40407-0075)각
GCMS 바이알 및 캡Thermo-fisher scientific2-SVWKA8-CPK냄새 희석을 준비하기 위해
유리 주사기 (Fortuna)Sigma AldrichZ314307EAG 준비에 냄새 전달
HumbugQuest Scientifichttp://www.quest-sci.com/소음 감소
2mm 잭 홀더, 좁은, 90도, 와이어AM 시스템675748전극 홀더
포함KanetecMB-FXx 2
MATLAB + 도구 상자Mathworkshttps://www.mathworks.com/products/matlab.html펄스 전달용
의료용 공기Airgas 또는 PraxairN/A주요 항공사
현미경NikkonSMZ-800N
Micromanipulators 3축 거친/미세 소형 미세 매니퓰레이터NarishigeMHW-3x 2
헤드스테이지가 있는 미세 전극 증폭기A-M 시스템모델 1800
모기 사육 용품Bioquiphttps://www.bioquip.com/Search/WebCatalog.asp
바늘BD25G (305127) / 21G (305165)
파스퇴르 피펫Fisher Scientific13-678-6AEAG 준비 PTFE 튜브에 냄새 전달 용
직경의 McMaster CarrN / A솔레노이드 밸브를 연결하려면, 유량계, 항공사 요법.
30V/5A DC 전원 공급 장치Dr. MeterPS-305DM
R 버전 3.5.1R 프로젝트https://www.r-project.org/데이터 분석용
솔레노이드 밸브릴레이 N/A맞춤형
실버 와이어 0.01"AM 시스템782500
솔레노이드 밸브 (3-way)Lee CompanyLHDA0533115H
WinEDR 소프트웨어Strathclyde 전기 생리학 소프트웨어WinEDR V3.9.1EAG 기록 Whatman
paperCole ParmerUX-06648-03유리 주사기 / 파스퇴르 피펫에 화학 물질을로드하려면
기 기 중 하나 장치 베이스 용 다른

참고문헌

  1. World Health Organization. World health statistics 2019: monitoring health for the SDGs, sustainable development goals. World Health Organization. , Geneva. (2019).
  2. Takken, W. The role of olfaction in host-seeking of mosquitoes....

액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.

재인쇄 및 허가

태그

전기촉각도 기록법모기 후각냄새 물질 검출가스크로마토그래피-전기촉각도촉각 반응모기 감각 신호질병 매개체 제어행동 분석패러데이 케이지