Методическая статья

дрозофила Оптогенетика: метод манипулирования нейронными цепями

30 апреля 2023 г.

В этой статье

Аннотация

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Источник: de Vries, S. E., Clandinin, T. Оптогенетическая стимуляция поведения побега у Drosophila melanogaster. J. Vis. Exp. (2013).

Оптогенетика позволяет использовать свет для манипулирования нейронами, которые генетически спроектированы для экспрессии специфических опсинов - светочувствительных белков, световая активация которых вызывает изменение состояния нейрона. Здесь мы оптогенетически подходим к дрозофиле с использованием опсина Channelrhodopsin2. Пример протокола включает в себя набор оптогенетических анализов для изучения нейронных схем, стоящих за поведением мухи при побеге.

Протокол

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Этот протокол является выдержкой из de Vries and Clandinin, Optogenetic Stimulation of Escape Behavior in Drosophila melanogaster, J. Vis. Exp.(2013).

1. Создание каналродопсина мух

  1. Cross UAS-ChR2 летает с выбранным вами драйвером Gal4, мы используем G105-Gal4, который выражается в нейронах Foma-1 в оптической доле.
  2. Чтобы исключить возможность визуальной реакции на стимуляцию синим светом, обе линии мухи находятся на фоне w+norpA.
  3. Конечный результат: w+norpA; G105-Gal4/UAS-ChR2 +
  4. После того, как взрослые мухи приблизятся, посадите выбранных самок на свежий корм, дополненный 10 μМ полностью транс-ретиналь (кофактор, необходимый для ChR2) и защищенный от света, за 3 дня до проведения поведенческого анализа.

2. Приготовьте 10 μM полностью транс-ретинальный улучшенный корм

  1. Растворите 100 мг полностью транс-ретиналя в 17,6 мл 95% этанола до получения 20 мМ ретиналя. Всегда держите транс-ретиналь защищенным от света лицом.
  2. Растопите стандартный корм из кукурузной муки в микроволновой печи и дайте остыть до теплого состояния.
  3. Смешайте 50 мкл 20 мМ полностью транс-ретиналь во флаконах по 10 мл корма для мух.
  4. Дайте флаконам остыть и хранить в защищенном от света месте.

3. Оборудование

  1. Наконечники для пипеток: Стандартные наконечники пипеток объемом 1 000 мкл разрезаются рядом с наконечником, создавая диаметр пор ~2,25 мм.
  2. Платформа (см. Рисунок 1).
    1. Основание Delrin, 17 см X 25 см, было сконструировано с резьбовыми отверстиями на каждом углу для установки соединителей шланга охлаждающей жидкости 1/4" NPT.
    2. Вертикальный держатель, изготовленный из делрина, крепится к центру основания. Габаритные размеры составляют 25 мм X 40 мм X 65 мм (ширина X глубина X высота). По всей длине держателя проходит канавка шириной 10 мм, а внизу находится винт с накатанной головкой. К верхней части держателя прикреплена платформа размером 25 мм X 40 мм X 10 мм с отверстием диаметром 3,5 мм, совмещенным с пазом в держателе.
  3. Светодиодные матрицы (см. Рисунок 1).
    1. Четыре рукава шланга охлаждающей жидкости длиной ~18 см прикреплены к основанию платформы с помощью соединительного соединителя шланга охлаждающей жидкости. Шланг охлаждающей жидкости используется только в качестве конструкционной опоры и не используется для охлаждения.
    2. Правильно расположенные канавки вырезаются в конечном элементе шланга охлаждающей жидкости каждого рычага, чтобы прикрепить радиатор к концу каждого рычага.
    3. Синий светодиод Rebel Tri-Stars крепится к каждому радиатору с помощью предварительно нарезанной термоклейкой ленты. К каждой звезде Tri-Star прикреплена трехлинзовая линза Carclo 18°
    4. .
    5. Светодиодные Tri-Star подключаются к драйверам постоянного тока BuckPuck и источнику питания, как указано. Мы организовали нашу установку так, что каждый BuckPuck приводит в действие два Tri-Star в серии.
    6. Освещение всех четырех светодиодных Tri-Star на уровне 700 мА дало излучение 713 Вт/м2 на нашей платформе.
  4. Камера: Камера установлена на небольшом штативе и сфокусирована на верхней части платформы.

4. Поведенческий анализ

  1. Кратковременно обезболивают мух на льду.
  2. Поместите отдельных мушек в наконечники пипеток, с помощью ленты заклейте оба конца наконечника.
  3. После того, как мухи проснулись и начнут активно исследовать кончик пипетки, снимите ленту и поместите пипетку в паз в вертикальном держателе. Винт с накатанной головкой используется для фиксации наконечника пипетки на месте и для закрытия нижней части наконечника.
  4. Пока муха исследует кончик пипетки (обычно 30-60 секунд), начните съемку на камеру непосредственно перед тем, как муха выйдет из кончика на платформу.
  5. После того, как муха вылетела на платформу, подождите 1-2 секунды и включите синие светодиоды. Используйте таймер, чтобы вручную измерить время, пока муха не начнет полет.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Результаты

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

figure-results-1
Рисунок 1: Экспериментальная установка, показывающая платформу с вертикальным держателем и четырьмя рукавами охлаждающей жидкости, удерживающими радиаторы с прикрепленными к ним светодиодными массивами. (А) Установка при внешнем освещении. (B) Настройка, когда светодиоды горят. (C) Крупный план светодиода Tri-Star на радиаторе. (D) Крупный план Tri-Star ...

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Материалы

Список материалов, использованных в этой статье
ИмяКомпанияКаталожный номерКомментарии
реагент
Полностью транс сетчаткаAdvance Scientific Chemical IncР3041
оборудование
Радиатор 9,2 C/WЛюксонстарЛПД30-30Б30 мм квадрат X 30 мм высота
Трехлинзовый объектив Carclo 18°Люксонстар10507
Синий светодиод Rebel на базе Tri-StarЛюксонстарМР-Б0030-20Т470 нм, 174 лм @ 700 мА.
Драйвер постоянного тока BuckPuck 700 мАЛюксонстар3021-Д-Э-700
Жгут проводов для драйвера BuckPuckЛюксонстар3021-ХЕ
Предварительно нарезанная термоклейкая лентаЛюксонстарЛХТ-С-12Шестигранное основание 20 мм
Шланг охлаждающей жидкости Snap-Loc, внутренний диаметр 1/4 дюймаМакмастер-Карр5307К49
Соединитель шланга охлаждающей жидкости Snap-LocМакмастер-Карр5307К391/4" NPT с наружной резьбой
Лабораторный режим переключения классов Программируемый источник питания постоянного токаБК Прецизион1698 г
Камера ExilimCasioЭКС-ФХ20
.

Перепечатки и разрешения

Запросить разрешение на повторное использование текста или иллюстраций этой статьи JoVE

Запросить разрешение

Теги

2

Похожие статьи