Przedstawiono protokół badania desensytyzacji i odzyskiwania wrażliwości fotoreceptorów raków w funkcji czasu okołodobowego.
Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.
Artykuł metodologiczny
Przedstawiono protokół badania desensytyzacji i odzyskiwania wrażliwości fotoreceptorów raków w funkcji czasu okołodobowego.
Przedstawiono metodę badania desensytyzacji i odzyskiwania fotoreceptorów raków. Przeprowadziliśmy wewnątrzkomórkowe zapisy elektryczne komórek fotoreceptorowych w izolowanych gałkach ocznych przy użyciu nieciągłej konfiguracji napięcie-cęgi przełączane pojedynczą elektrodą. Najpierw żyletką wykonaliśmy otwór w grzbietowej rogówce, aby uzyskać dostęp do siatkówki. Następnie włożyliśmy szklaną elektrodę przez otwór i przeniknęliśmy do ogniwa, zgodnie z zapisem ujemnego potencjału. Potencjał błonowy został zaciśnięty na potencjale spoczynkowym fotoreceptora i zastosowano impuls świetlny w celu aktywacji prądów. Na koniec zastosowano protokół dwóch błysków świetlnych do pomiaru odczulania i odzyskiwania prądu. Pierwszy błysk świetlny wyzwala, po okresie opóźnienia, transdukcyjny prąd jonowy, który po osiągnięciu szczytowej amplitudy zanika w kierunku stanu odczulenego; Drugi błysk, stosowany w różnych odstępach czasu, ocenia stan przewodnictwa aktywowanego światłem. Aby scharakteryzować prąd wywołany światłem, zmierzono trzy parametry: 1) opóźnienie (czas, jaki upłynął między dostarczeniem błysku światła a momentem, w którym prąd osiąga 10% swojej maksymalnej wartości); 2) prąd szczytowy; oraz 3) stała czasowa odczulania (wykładnicza stała czasowa fazy zaniku prądu). Na wszystkie parametry ma wpływ pierwszy impuls.
Aby określić ilościowo powrót do zdrowia po odczulaniu, zastosowano stosunek p2/p1 w stosunku do czasu między impulsami. P1 to szczytowy prąd wywołany przez pierwszy impuls świetlny, a P2 to szczytowy prąd wywołany przez drugi impuls. Dane te dopasowano do sumy funkcji wykładniczych. Ostatecznie pomiary te zostały przeprowadzone w funkcji czasu okołodobowego.
Aby światło docierające do oczu mogło być odbierane jako bodziec wizualny, musi zostać przekształcone w sygnał elektryczny. W związku z tym we wszystkich organizmach wzrokowych światło wyzwala transdukcyjny prąd jonowy, który z kolei powoduje zmianę potencjału błonowego komórek fotoreceptorów, tak zwanego potencjału receptorowego. Z tego powodu wrażliwość oka na światło zależy przede wszystkim od stanu przewodnictwa aktywowanego światłem, które może być albo aktywowane, albo odczulane.
W fotoreceptorach raków światło wyzwala powolny, przemijający prąd jonowy1. Po oświetleniu prąd transdukcji powstaje po opóźnieniu lub opóźnieniu, zanim osiągnie maksimum; Następnie zanika, ponieważ kanały transdukcji wpadają w stan odczulania, w którym nie reagują na dalsze bodźce świetlne2. Oznacza to, że światło, oprócz aktywacji prądu transdukcji odpowiedzialnego za widzenie, indukuje również przejściowe zmniejszenie wrażliwości komórek fotoreceptorowych. Odczulanie może stanowić ogólny mechanizm ochronny przed nadmierną ekspozycją na odpowiedni bodziec. Wrażliwość oka na światło zostaje odzyskana, gdy przewodność transdukcji odzyskuje się po odczulaniu.
Zapis wewnątrzkomórkowy jest użyteczną techniką pomiaru aktywności elektrycznej komórek pobudliwych3,4,5,6,7,8. Chociaż zapis wewnątrzkomórkowy stał się rzadszy wraz z pojawieniem się techniki patch-clamp9, nadal jest to wygodne podejście, gdy komórki są albo trudne do wyizolowania, albo mają geometrię, która utrudnia tworzenie giga-uszczelek zaciskających łatki (tj. uszczelnień lub ścisłych kontaktów między elektrodą łatową a membranami o rezystancji elektrycznej rzędu 109omów). Przykładami tych ostatnich są plemniki10 oraz badane tutaj komórki fotoreceptorowe. Z naszego doświadczenia wynika, że fotoreceptory Procambarus clarkii są trudne do wyizolowania i utrzymania w hodowli pierwotnej; Dodatkowo są to cienkie pręty, które utrudniają tworzenie giga-uszczelnień. W nagraniach wewnątrzkomórkowych ostra elektroda jest wprowadzana do komórki, która jest utrzymywana na miejscu przez otaczającą tkankę. Elektroda jest cięta przez szybki obwód przełączający wzmacniacza, więc prąd jest próbkowany między impulsami napięciowymi. Ten tryb jest znany jako nieciągły zacisk napięcia pojedynczej elektrody (tryb dSEVC)11. Wysoka rezystancja (mały otwór) elektrody utrudnia wymianę dyfuzyjną między ogniwem a roztworami pipet, powodując minimalne zakłócenia środowiska wewnątrzkomórkowego3. Potencjalną wadą tej techniki jest to, że włożenie elektrody może wytwarzać nieselektywny prąd upływowy; Dlatego należy zachować ostrożność, aby uniknąć nagrywania z komórek, w których wielkość prądu upływowego może zakłócać zamierzone pomiary4,12.
Tutaj używamy izolowanych łodyg ocznych raków do oceny desensytyzacji i odzyskiwania przewodnictwa jonów aktywowanych światłem, wykonując wewnątrzkomórkowe zapisy elektryczne komórek fotoreceptorowych w warunkach zacisku napięcia.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
UWAGA: Eksperymenty są zgodne z przepisami o ochronie zwierząt w Meksyku.
1. Konfiguracja eksperymentalna
2. Materiał biologiczny
Uwaga: Należy użyć dorosłych raków P. clarkii (długość 7-10 cm) w stadium międzylynień, bez względu na płeć.
3. Nakłuwanie fotoreceptorów
4. Rejestracja elektryczna
5. Analiza danych



Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
W pierwszej kolejności uzyskano reprezentatywny potencjał receptorowy komórek photoreceptorów homara (Rysunek 4). Następnie zastosowano testowy błysk światła w celu wywołania prądu transdukcji świetlnej (Rysunek 5). Kationowy prąd transdukcji1 aktywuje się po opóźnieniu, osiąga wartość maksymalną, a następnie powoli spada do stanu absorpcyjnego odczulenia, z którego powoli się regeneruje.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Rak okazał się doskonałym modelem ze względu na swoją zdolność do przetrwania w warunkach nienaturalnych. Istnieje łatwy dostęp do analiz elektrofizjologicznych in vivo i in vitro . Ponadto skorupiaki są grupą korzystną dla badań neurobiologicznych z zakresu chronobiologii porównawczej21.
W niniejszej pracy przedstawiono badania nad odczulaniem i odzyskiwaniem aktywowanego światłem prądu transdukcji komórek fotoreceptorów raków przy użyciu techniki zap...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Nie mamy nic do ujawnienia.
Ta praca była wspierana przez DGAPA-UNAM IN224616-RN224616 grant. Autorzy pragną podziękować Pani Josefinie Bolado, Kierownikowi Działu Tłumaczeń Prac Naukowych z División de Investigación na Facultad de Medicina, UNAM, za redakcję angielskojęzycznej wersji tego manuskryptu.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| Axoclamp2A | Wzmacniacz Axon Instruments Inc | ||
| Interfejs Digidata 1200 | Axon Instruments Inc | Oscyloskop digitizer | |
| TDS430A | Tektronix | Oscyloskop analogowy | |
| Fotostymulator PS33 Plus | Ściągacz do lampy trawiastej | ||
| PC-100 | Ściągacz do mikropipet | Narishige | |
| P-97 | Sutter Instruments | Ściągacz do mikropipet | |
| Szklana rurka kapilarna Kimax-51 | Produkty Kimble | 34502 | 0,8, 1,10, 100 mm |
| HS-2 Scena czołowa | Axon Instruments Inc | ||
| Mikromanipulator czołowy MX-4 | Narishige | Mikromanipulator mechaniczny | |
| Mikroskop stereoskopowy | Mikroskop Zeiss | ||
| pClamp | Axon Instruments Inc | Oprogramowanie do akwizycji danych dla interfejsu digidata 1200 | |
| Clampfit | Axon Instruments, Inc | Oprogramowanie analityczne połączone z pClamp | |
| Origin | OriginLab Corp. | Oprogramowanie do analizy danych i tworzenia wykresów | |
| Chlorek sodu | Sigma | S7653 | >99,5% |
| Chlorek potasu | Sigma | P-9333 | Minimum 99% |
| Siarczan magnezu | Sigma | M7506 | Minimum 99,5% |
| Chlorek wapnia | Sigma | C5080 | Minimum 99,0% |
| Hepes | Sigma | H7523 | >99,5% |
| Wodorotlenek sodu | Sigma | S8045 | 98,00% |
| podchlorynu sodu | Sigma | 425044 | Dostępny chlor, 10-15% |
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.