2016년 1월 18일
빈대는 더듬이 후각 감각에 있는 후각 수용체 뉴런에 의존하여 환경의 기호화학 물질을 감지합니다. 단일 센실럼 기록을 활용하여 기호화학 물질에 대한 빈대 반응을 평가하고 관련된 코딩 프로세스를 탐구하는 방법을 보여줍니다.
단일 sensillum 기록의 전반적인 목표는 다양한 냄새 물질에 대한 더듬이 후각 sensillalum의 신경 반응을 조사하는 것입니다. 이 방법은 곤충이 환경에서 화학 냄새 물질을 감지할 수 있는지 여부와 화학 냄새 물질을 처리하는 방법과 같은 화학 생태학 분야의 주요 질문에 답하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이 기술의 가장 큰 장점은 기능의 단일 뉴런 활동을 미러링할 수 있다는 것입니다.
화학 냄새 물질에 대한 뉴런의 민감도를 보다 정확하게 측정할 수 있습니다. 이 기술의 의미는 곤충 방제에서 유인제 또는 기피제의 발달로 확장되었습니다. 이 기술은 곤충에게 생물학적으로 중요한 많은 양의 화학 물질을 사용할 수 있기 때문입니다.
얼음 위에서 2-3분 동안 빈대를 마취하여 이 절차를 시작합니다. 그런 다음 곤충 더듬이와 몸을 현미경 덮개에 고정하고 양면 테이프로 밀어 넣은 다음 가위로 다리를 제거합니다. 작은 핀을 사용하여 테이프의 안테나를 부드럽게 조정합니다.
다음으로, 조작을 용이하게 하기 위해 커버 슬립을 작은 치과 왁스 볼에 대고 기록 전극을 배치하기 위해 90도 각도로 조정합니다. 고정되면 빈대를 실체 현미경 아래에 놓습니다. 광원을 켜고 안테나가 명확하게 표시될 때까지 조명 강도를 조정합니다.
그런 다음 고배율로 빈대 더듬이의 두 번째 편모에 현미경의 초점을 맞춥니다. 이 단계에서 프리앰프를 신호 기록 및 시각화를 위해 컴퓨터와 연결된 신호 수집 컨트롤러와 연결합니다. 그런 다음 소프트웨어를 열고 메뉴 표시줄에서 녹음을 클릭합니다.
그런 다음 wave를 선택하여 wave 신호 기록을 시작합니다. 프리에 연결된 스피커를 켭니다.ampliifier는 안테나 감각의 뉴런 반응 톤을 나타냅니다. 이제 안정화된 빈대의 복부에 기준 전극을 삽입합니다.
기준 전극을 빈대의 복부에 연결한 후 기록 전극을 빈대 더듬이의 뒤쪽 끝으로 이동합니다. 기록 전극이 오른쪽 안테나의 끝과 접촉하면 저배율에서 전극을 찾습니다. 그런 다음 전극과 안테나 감각이 모두 같은 평면에 있고 현미경에서 명확하게 볼 수 있을 때까지 배율을 점차적으로 높이면서 기록 전극을 조정합니다.
그런 다음 마이크로 매니퓰레이터를 사용하여 기록 전극을 센실럼 샤프트에 삽입합니다. 배경 소음이 너무 높으면 더 깊게 낮추십시오. 기록된 sensillum에서 명확한 활동 전위가 관찰되면 마이크로 피펫에 식물 자극을 채웁니다.
마이크로 피펫을 사용하여 10마이크로리터의 자극 분취액을 유리 페이스트리 피펫 내부의 여과지 스트립에 증착합니다. 전극을 센실럼에 정확하고 직접적으로 기록하는 것이 실험 성공의 열쇠입니다. 전극을 조금 더 깊숙이 삽입한 후 배경 소음을 부분적으로 줄일 수 있습니다.
다음으로, 적재된 피펫을 자극 흐름 튜브의 배출구에 연결하고 피펫 팁을 안테나를 향하는 튜브의 작은 구멍에 넣습니다. 모든 연결이 안정화되면 자극 컨트롤러의 풋 스위치를 눌러 연속 가습 공기 흐름에 자극을 전달하고 녹음을 시작합니다. 녹음 과정은 자극 1초 전부터 10초 동안 지속됩니다.
500밀리초 주기 두 번, 한 번은 자극 전과 후에 한 번씩 오프라인 활동 전위를 계산합니다. 다른 자극을 제시하려면 테스트할 새 파이펫에 001%eucalyptol을 표시합니다. 작은 여과지 조각을 그 위에 놓기 전에 자극을 10마이크로리터로 바르십시오.
그런 다음 자극이 유리 피펫에서 완전히 기화될 때까지 2-5분 동안 기다립니다. 피펫을 자극 흐름 튜브의 배출구에 부착합니다. 그런 다음 피펫 팁을 안테나를 향하는 튜브의 작은 구멍에 삽입합니다.
풋 스위치를 누르고 10초 녹음을 시작합니다. 그런 다음 피펫을 분리하고 01% 유칼립톨이 함유된 다른 피펫을 준비합니다. 가장 의존적인 반응을 관찰하기 위해 더듬이 sensilla에서 나머지 모든 유칼립톨 용량을 테스트합니다.
이 그림에서 신호 추적은 단일 감각 기록에서 대조군으로 사용되는 용매에 대한 후각 감각의 일반적인 신경 반응을 보여줍니다. 신호 기록은 0.5초의 흡입 자극이 시작되기 1초 전에 시작되었습니다. 신호는 자극 퍼프를 시작한 후 10초 동안 지속적으로 기록되었습니다.
이 신호 추적은 식물 자극 10% 양성 베타핀에 대한 후각 감각의 매우 강력한 신경 반응을 보여줍니다. 자극의 분출이 후각 감각으로 전달된 후, 이 감각 내부의 후각 감각 뉴런은 고주파로 오래 지속되는 시간 역학으로 발화합니다. 왜냐하면 이 절차에는 강한 뉴런 반응을 가진 특정 화학 물질에 대한 곤충의 행동 반응이 무엇인지와 같은 추가 질문에 답하기 위해 곤충의 행동을 수행할 수 있다는 메시지가 있기 때문입니다.
이 비디오를 시청한 후에는 화학적 자극에 대한 곤충의 후각 뉴런 반응을 기록하는 방법을 더 잘 이해할 수 있을 것입니다.
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본 연구에서는 단일 감각기 기록법(single sensillum recording)을 사용하여 다양한 냄새 물질에 대한 빈대의 신경 세포 반응을 조사합니다. 이 방법을 통해 이러한 곤충이 주변 환경의 화학적 신호를 어떻게 감지하고 처리하는지 정밀하게 측정할 수 있습니다.
단일 감각기 기록(Single sensillum recording)을 통해 세미오케미컬(semiochemicals)에 대한 후각 뉴런의 반응을 정밀하게 측정할 수 있으며, 이는 매개체 제어의 초기 단계 표적 검증을 지원합니다. 이 접근 방식은 빈대 관리를 위한 유인제 또는 기피제 후보 물질 스크리닝의 리스크를 줄이기 위한 정량적 신경 데이터를 제공합니다. 본 방법은 후속 행동 분석 이전에 행동 활성 화합물을 식별하는 예측 신뢰도를 높여줍니다.
본 방법은 초기 발굴 워크플로우에 적합하며, 매개체 제어 프로그램의 hit-to-lead 진행에 유용한 기전적 통찰력을 제공합니다.