18 января 2016 г.
Постельные клопы полагаются на нейроны обонятельных рецепторов, расположенные в их обонятельной сенсилле усиков, для обнаружения семиохимических веществ в окружающей среде. Используя запись одиночного сенциллума, мы демонстрируем метод оценки реакции постельных клопов на семиохимические вещества и исследуем связанный с этим процесс кодирования.
Общая цель записи одиночного сенсиллума состоит в том, чтобы исследовать нейронные реакции обонятельного сенсиллума антенн на различные пахучие вещества. Этот метод может помочь ответить на ключевые вопросы в области химической экологии, например, может ли насекомое обнаруживать химические запахи из окружающей среды и как они обрабатывают химические запахи. Основное преимущество этой методики заключается в том, что она позволяет зеркально отражать активность одного нейрона функции.
Он обеспечивает более точное измерение чувствительности нейронов к химическим одорантам. Применение этой техники распространялось на разработку аттрактантов или репеллентов в борьбе с насекомыми. Потому что в этой методике можно использовать большое количество химических веществ, которые биологически важны для насекомого.
Начните эту процедуру с обезболивания постельных клопов на льду в течение двух-трех минут. Затем зафиксируйте усики и тело насекомого на микроскопе, наденьте крышку скотчем с помощью двустороннего скотча и снимите ножки тонкими ножницами. С помощью небольшой булавки аккуратно отрегулируйте усики на ленте.
Затем приложите защитный лист к небольшому шарику стоматологического воска, чтобы облегчить манипуляции, и отрегулируйте его под углом 90 градусов для размещения записывающего электрода. После закрепления поместите постельного клопа под стереомикроскоп. Включите источник света и регулируйте интенсивность освещения до тех пор, пока антенны не будут четко представлены.
Затем сфокусируйте микроскоп на втором жгутике усиков постельного клопа при большом увеличении. На этом этапе подключите предусилитель к контроллеру сбора сигнала, который подключен к компьютеру для записи и визуализации сигнала. Затем откройте программу и нажмите кнопку записи в строке меню.
Затем выберите волну, чтобы начать запись волновых сигналов. Включите динамик, подключенный к предусилителю, чтобы отобразить тон нейронных откликов от сенсиллума усиков. Теперь вставьте электрод сравнения в брюшную полость стабилизированного постельного клопа.
После того, как электрод сравнения был подключен к брюшной полости постельного клопа, переместите записывающий электрод к заднему концу антенн постельного клопа. Когда регистрирующий электрод соприкасается с кончиком правой антенны, расположите электрод при малом увеличении. Затем отрегулируйте регистрирующий электрод, постепенно увеличивая увеличение, пока электрод и сенсиллум антенны не окажутся в одной плоскости и не будут хорошо видны под микроскопом.
После этого с помощью микроманипулятора вставьте записывающий электрод в вал сенсиллума. Опустите его глубже, если фоновый шум слишком высок. Как только будут обнаружены четкие потенциалы действия от зарегистрированного сенсиллума, заполните микропипетку растительным стимулом.
С помощью микропипетки нанесите аликвоту раздражителя объемом 10 микролитров на полоску фильтровальной бумаги внутри стеклянной пипетки. Точная и прямая запись электродов на сенсиллум является ключом к успеху эксперимента. Фоновый шум можно частично снизить после введения электродов немного глубже.
Затем подсоедините загруженную пипетку к выходному отверстию проточной трубки и поместите наконечник пипетки в небольшое отверстие в трубке, ориентированное в сторону антенн. Когда все соединения стабилизируются, нажмите на ножной переключатель контроллера стимулов, чтобы подать стимул в непрерывный поток увлажненного воздуха, и начните запись. Процесс записи будет длиться 10 секунд, начиная за секунду до стимуляции.
Подсчитайте потенциалы действия в автономном режиме в течение двух периодов по 500 миллисекунд, одного до и одного после стимуляции. Чтобы представить еще один стимул, пометьте новую пипетку 001% эвкалиптола, который необходимо проверить. Нанесите 10 микролитров раздражителя перед тем, как положить на него небольшой лист фильтровальной бумаги.
Затем подождите две-пять минут, пока стимул полностью не испарится в стеклянной пипетке. Приложите пипетку к выходному отверстию проточной трубки стимула. Впоследствии вставьте наконечник пипетки в маленькое отверстие трубки, ориентированное в сторону усиков.
Нажмите на педаль и начните 10-секундную запись. После этого отсоедините пипетку и приготовьте еще одну пипетку с 01% эвкалиптолом. Протестируйте все остальные дозы эвкалиптола на сенсилле антенн, чтобы наблюдать за наиболее зависимыми реакциями.
На этом рисунке кривая сигнала показывает типичную нейронную реакцию обонятельного сенсиллума на растворитель, который используется в качестве контроля при записи одиночного сенсиллума. Запись сигнала начиналась за секунду до 0,5 секунды затяжного стимула. Сигнал записывался непрерывно в течение 10 секунд после инициирования затяжки стимулом.
Эта сигнальная трасса показывает чрезвычайно сильную нейронную реакцию обонятельного сенсиллума на растительный стимул с положительным бетапиненом на 10%. После того, как поток стимула доставляется в обонятельный сенсиллум, обонятельные сенсорные нейроны внутри этого сенсиллума активируются с высокой частотой в длительную временную динамику. Ибо в этой процедуре содержится сообщение о том, что поведение насекомого может быть выполнено для того, чтобы ответить на дополнительные вопросы, например, каковы поведенческие реакции насекомых на определенные химические вещества с сильными нейронными реакциями.
После просмотра этого видео вы должны лучше понять, как записывать реакцию обонятельных нейронов насекомых на химический раздражитель.
Просмотрите полный транскрипт и получите доступ к тысячам научных видео
В данном исследовании изучаются нейронные реакции постельных клопов на различные одоранты с помощью метода регистрации с одиночного сенсилла. Этот метод позволяет точно измерить, как данные насекомые обнаруживают и обрабатывают химические сигналы в окружающей среде.
Регистрация потенциалов одиночного сенсилла позволяет точно измерить ответы обонятельных нейронов на семиохимические вещества, что способствует валидации мишеней на ранних этапах разработки средств борьбы с переносчиками. Этот подход предоставляет количественные нейронные данные, позволяющие снизить риски при скрининге потенциальных аттрактантов или репеллентов для борьбы с постельными клопами. Данный метод повышает достоверность прогнозов при идентификации поведенчески активных соединений перед проведением последующих поведенческих тестов.
Данный метод вписывается в рабочие процессы раннего этапа поиска новых соединений, предоставляя данные о механизмах действия, которые используются при переходе от хитов к лидам в программах по контролю переносчиков болезней.