Методическая статья

Оптогенетика рыбок данио: активация генетически модифицированных соматосенсорных нейронов для изучения поведенческих реакций личинок

30 апреля 2023 г.

В этой статье

Аннотация

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

Источник: Palanca A. M. S., et al. Оптогенетическая активация соматосенсорных нейронов рыбок данио-рерио с использованием ChEF-tdTomato. J. Vis. Exp. (2013).

Это видео описывает оптогенетические методы активации генетически модифицированных соматосенсорных нейронов и записи вызванных поведенческих реакций с помощью высокоскоростной видеокамеры.

Протокол

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

1. Монтирование личинок для экспериментов по поведению

  1. Приготовьте агарозу с низким содержанием плавления 1,5% в ddH2O и храните в нагревательном блоке при температуре 42 °C, чтобы предотвратить его затвердевание.
  2. С помощью стеклянной пастеровской пипетки перенесите одну из предварительно отсеянных личинок в пробирку с 1,5% низкоплавкой агарозой с минимальным количеством синей/зародышевой воды.
  3. Перенесите личинок в капле агарозы на небольшую чашку Петри.
  4. Под препарирующим микроскопом расположите личинку спинным ходом вверх.
  5. Когда агароза застынет, отрежьте агарозу тонким бритвенным лезвием (скальпель #11), оставив клин агара вокруг всей личинки.
  6. Сделайте два диагональных надреза по обе стороны от желтка; следите за тем, чтобы не поцарапать личинку.
  7. Заполните область вокруг агарозы зародышем/голубой водой.
  8. Вытяните агарозу в сторону от туловища и хвоста личинки (рисунок 1).

2 . Подготовка высокоскоростной камеры и программного обеспечения для обработки изображений

  1. Установите высокоскоростную камеру на препарирующий прицел.
  2. Подключите камеру к компьютеру.
  3. Включите компьютер.
  4. Включите высокоскоростную камеру.
  5. Откройте программное обеспечение для работы с видео/изображениями (Мы используем программное обеспечение для работы с изображениями AOS и опишем процедуры его использования здесь, но другое программное обеспечение для обработки изображений также приемлемо).
  6. Отрегулируйте настройки камеры соответствующим образом (т.е. 1 000 кадров в секунду (кадров в секунду), 50% буфер триггера или другие предпочтительные настройки).
  7. Начните запись.

3. Активируйте одиночные нейроны с помощью лазера с длиной волны 473 нм

  1. Подключите стимулятор, лазер и оптический кабель.
  2. Включите стимулятор.
  3. Установите стимулятор на максимум 5 Вольт и длительность импульса 5 мс.
  4. Включите лазер в соответствии с инструкцией производителя.
  5. С помощью препарирующего микроскопа расположите кончик оптического кабеля рядом с клеточным телом нейрона с экспрессией ChEF-tdTomato (рис. 1).
  6. Подайте импульс синего света для активации сенсорных нейронов.
  7. Записывайте поведение с помощью высокоскоростной камеры со скоростью 500 или 1 000 кадров в секунду.
  8. Повторяйте эксперимент по желанию, подождая 1 минуту между каждой активацией, чтобы избежать привыкания. (Мы записываем как минимум три реакции для каждого нейрона).
  9. Чтобы выпустить личинок, подденьте щипцами агарозу, стараясь не травмировать животное. Этому животному можно позволить развиваться дальше, и процедуру можно повторить на более ранней стадии, чтобы охарактеризовать развитие поведения. Эмбрион также может быть повторно установлен для конфокальной визуализации активированной клетки с высоким разрешением, чтобы коррелировать поведение с клеточной структурой, как описано ниже.
  10. Перенесите личинку в культуральную тарелку со свежей голубой/эмбриональной водой. Мы используем 24-луночный планшет для отслеживания отдельных личинок.

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. Схема личинки данио-рерио и репрезентативных нейронов, участвующих в реакции личинки на прикосновение. Личинки данио-рерио были частично смонтированы в агарозе с низким содержанием плавления 1,5% (представлена пунктирными линиями, окружающими ростральную часть личинки). Тройничный нейрон (в голове) и нейрон Рохона-Бирда (в туловище) изображены красным цветом. Клетки Маутнера обведены пунктирными линиями у личи...

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

Материалы

Список материалов, использованных в этой статье
ИмяКомпанияКаталожный номерКомментарии
Агароза с низким содержанием таяния сигмаА9045или эквивалент
Чашка Петри (100x15 мм)любойлюбой
Нестерильные лезвия скальпеляФайн Синициал Инструментс, Инк.10011-00или эквивалент
голубая/эмбриональная вода10 л ddH2O 0,6 г Instant Ocean 6 капель метиленового синего
Высокоскоростная камераАОС Текнолоджис, Инк.X-PRI (130025-10)или эквивалент
Стеклянная пипетка Пастерарыбак1367820Били эквивалент (диаметр 10-15 мм)
Портативный лазер 473 нмКристаллические лазерыКЛ-473-050или более высокая мощность, с опцией TTL
Стимулятор S48Astro-Med, Inc. Подразделение Grass InstrumentС48Кили эквивалент
ТрикаинсигмаА5040
Оптическое волокно 200 мкмТорЛабсАФС200/220И-КАСТОМПатч-корд, Длина: 3 м, Конец A: FC/PC, Конец B: FC/PC, ОБОЛОЧКА: FT030
Оптическое волокно 50 мкмТорЛабсАФС50/125И-КАСТОМПатч-корд, Длина: 3 м, Конец A: FC/PC, Конец B: FC/PC, ОБОЛОЧКА: FT030
24 культуральные пластиныДженеси25-102или эквивалент

Перепечатки и разрешения

Запросить разрешение на повторное использование текста или иллюстраций этой статьи JoVE

Запросить разрешение

Теги

Zebrafish LarvaeOptogenetic ActivationSomatosensory NeuronsHigh Speed CameraRohon Beard NeuronTrigeminal NeuronChannelrhodopsin VariantAgarose MountingBlue Laser LightBehavioral Response

Похожие статьи