Bu protokolün genel amacı, uzun zincirli kütiküler feromonlara tepki gösteren Drosophila olfaktör reseptör nöronlarından tek duyarlılık kaydı için düşük uçuculukta odorantları nasıl göstereceğini göstermektir.
Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliğiniz gereklidir. Giriş yapın veya ücretsiz denemenizi bugün başlatın.
Bu protokolün genel amacı, uzun zincirli kütiküler feromonlara tepki gösteren Drosophila olfaktör reseptör nöronlarından tek duyarlılık kaydı için düşük uçuculukta odorantları nasıl göstereceğini göstermektir.
Böcekler, yiyecek arayışı, yırtıcılardan kaçınma, yumurta akı sağlığı ve çiftleşme gibi hayatta kalmaları için kritik olan geniş bir davranış yelpazesini yönlendirmek için koku duygularına güvenirler. Değişen uçuculuktaki sayısız kimyasal, böcek Koku Alıcısı Nöronlarını (ORNs) aktive eden doğal odorantlar olarak tanımlandı. Bununla birlikte, düşük uçuculuktan etkilenen odorantlara karşı olfaktör tepkiler üzerinde çalışmak, bu tür uyarıcı maddeleri geleneksel koku giderme yöntemlerini kullanarak etkin bir şekilde sunamamasından dolayı engellenmiştir. Burada, in - vivo Tek-Sensillum Kayıt (SSR) için düşük uçuculukta olan odorantların etkili bir şekilde sunumuna izin veren bir prosedürü açıklıyoruz. Koku kaynağı ile hedef doku arasındaki mesafeyi en aza indirerek, bu yöntem, palmitoleik asit, kur ve çiftleşme davranışı 1 'de yer ORNs üzerinde gösterilen etkisi olan bir uyarıcı feromon içeren biyolojik olarak çıkıntı ama şimdiye kadar ulaşılamayan koku, uygulama için izin verir.Prosedürümüz böcek kokusu ve feromon iletişimi için düşük volatiliteli bir odorantı test etmek için yeni bir yol sağlar.
Drosophila ORNs, geniş çapta karbon zinciri uzunlukları ve esterler, alkoller, ketonlar, laktonlar, aldehitler, terpenler, organik asitler, aminler, kükürt bileşikleri, heterosiklikler ve aromatikler dahil olmak üzere çeşitli işlevsel gruplarla çok sayıda kokuya tepki verirler 2 , 3 . Fizikokimyasal özelliklerinde çeşitlilik gösteren koku maddeleri, bileşiğin buhar basıncı ile belirtilen belirgin derecede farklı uçuculuklara sahip olabilirler. Özellikle, Drosophila melanogaster için biyolojik açıdan önemli olan odorantlar, uçuculuklarında muazzam farklılıklar göstermektedir. Örneğin, Ir92a ORNs 20 ° C'de 6.432 mmHg buhar basıncı ile yüksek oranda uçucu olan amonyak 4'e tepki verir. Buna karşılık Or67d ORN'leri 20 ° C'de 43 mmHg buhar basıncı olan bir erkek feromon cis- vekseten asetat ( c VA) 5 , 6'ya cevap verir.
Düşük uçuculuktaki odorantlara karşı olfactory yanıtını incelemek, odorantların bir taşıyıcı hava akımı yoluyla nispeten uzun bir mesafe boyunca ( yani, birkaç santimetre) iletildiği klasik koku iletme yöntemleri ile özellikle zordur.Böylece, bildirilen koku yanıtları Koku giderme sisteminin tasarımına bağlı olarak, büyük oranda değişiklik gösterebilir Örneğin Or67d ORN'lerin yüksek bir c VA dozuna karşılık gelen yanıt, ~ 40 7 -> 200 çarpı / s 6 aralığındadır Ayrıca c VA'nın konvansiyonel verme yöntemleri ile etkisiz hale getirilmesi büyük olasılıkla sahte negatif sonuçlara neden olmakta ve bu da c VA'nın Or67d ORN'leri 8 harekete geçirmek için yeterli olmadığını yorumlamasına yol açmaktadır. Yakın menzilli koku iletme yöntemi 9. Bu nedenle imperaDüşük uçuculukta koku veren maddelerin etkin bir şekilde sunumu için sağlam bir koku iletim sistemi geliştirmek.Son zamanlarda, Or47b ORN'ler için ligandlar olarak birkaç uzun zincirli kekiküler yağ asitleri tespit ettik. Tip 4 Antenn Trichoid Sensillum'da (at4) yer alırlar. Uzun zincirli yağlı asit koku arasında, Or47b ORNs 1 etkinleştirerek erkek kur teşvik afrodizyak feromon olarak bu palmitoleik asit fonksiyonları bulundu. Bununla birlikte, geleneksel koku iletim yöntemini kullanan başka bir çalışmada, metil lauratın Or47b ORN'lerinden yanıtlar çıkardığı gösterilirken, palmitoleik asit, aynı mesafeden 10 sunulduğunda tepki vermedi. VA C ile kıyaslandığında, uzun zincirli yağ asitleri, 25 ° C'de 11 dan daha az 0,001 mm Hg buhar basınçları ile, daha az uçucu olan. Uzun zincirli yağlı asit odorantlarının doğal olarak düşük uçuculuğu, antene etkili sunumun önünü engeller;Geleneksel koku giderme sistemleri, muhtemelen sahte negatif sonuçlardan sorumluydu 10 . Bu tutarsızlık, düşük uçuculukta olan odorantları sunarken geleneksel koku iletim sistemlerinin yetersizliğini vurgular. Daha önce sinek cuticular kokuların etkili teslim koku kaynağı ve hedef dokuya 6 arasındaki yakınlığı gerektirdiğini gösterilmiştir. Bu nedenle, 12 , 13 doğadaki meyve sinekleri tarafından muhtemelen karşılaşılan mesafeyi taklit ederek biyolojik olarak aktif feromonların etkilerini tam olarak karakterize etmek için prosedürümüzde minimum mesafeye öncelik verilmesi gerektiği konusunda anlaşmıştık.
Metodumuz, standart elektrofizyoloji teçhizatları ve teknikleriyle uyumluluk da dahil olmak üzere diğer avantajları barındırır. Mevcut teçhizat kurulumları, bu protokolü barındırabilmek için minimal modifikasyon gerektirir ve çoğu SSR basamağı küçük ayarlamalar gerektirir. BuTekniğini SSR'de deneyimli araştırmacılar tarafından kolayca erişilebilir kılmaktadır. Ayrıca, tekniğimiz, uyaran iletimini nöronal yanıt ile ilişkilendirerek keskin başlangıçlı ve ofsetli düşük volatiliteli odorantların sunumuna izin verir. Sonunda, donanım yerleşimi, odorant kartuşları arasında hızlı alışveriş yapılmasını kolaylaştırarak, istenen bir doz aralığında veri toplamanın hızlandırılmasını sağlar.
Başvuru ve kayıt elektrotlarının, Yetişkin Hemolimf-Benzeri (AHL) çözeltinin, koku iletici kartuşların ve ilgili olfaktometre hazırlığının incelenmesi ile başlayacağız. Ardından, palmitoleik asit odorant solüsyonlarının hazırlanmasını ve ardından kayıt için sineğin hazırlanmasını tartışırız. Bu yöntemi kullanarak elde edilen temsili verileri sunmadan önce, odorant kartuşunun konumunu daha yakından kaydetmek ve daha yakından incelemek için trichoid sensillum seçme kriterlerini dikkate almaya devam ediyoruz. Son olarak, bu tekniğin faydalı uygulamaları keşfederek sonuçlandırıyoruzUe, bazı karşılaşılan sorunlar ve çözümleri.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
1.4 Kayıt için Donanımın Hazırlanması
2. Teslimat İçin Palmitoleik Asit Odorant Çözümlerinin Hazırlanması
NOT: Or47b ORNs hem cis- hem de trans- palmitoleik aside tepki verir. Palmitoleik asit R'de kararsız olduğu içinT, stoklar -20 ° C'de saklanır ve açıldıktan sonra bir ay içinde kullanılır. Etanol, palmitoleik asit için tercih edilen çözücüdür.
3. İn vivo Elektrofizyolojik Kayıtlar için at4 Sensilla'ya Hazır Erişim için Drosophila'nın Hazırlanması
NOT: WT sinekleri (Berlin) standart mısır mezesi ortamında 25 ° C'de 12:12 açık karanlık döngüde yetiştirilir. Ekillenme üzerine, sinekler cinsiyete göre onlu gruplara ayrılırlar; böylece gruplar 7 yaşına kadar gruplandırılırlar. Or47b erkek ve dişi sineklerde ORNs, palmitoleik aside tepki verir. Basitlik amacıyla, yalnızca erkek sinekler mevcut çalışmada incelenmektedir.
4. Palmitoleik Asit'e Yanıt Vermek İçin AT4 Trikoidlerde Or47b ORN'lerinden At4 Sensillum Aktivitesinin Kaydedilmesi
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Tekniği, palmitoleik asidin cis ( Şekil 5B ) izomerlerine karşı trans ( Şekil 5A ) nispi etkinliğini belirlemek için başarılı bir şekilde uygulanmıştır. Temsilcili verilerimiz, trans- palmitoleik asidin, cis izoformuyla karşılaştırıldığında Or47b ORN'ler için daha etkili bir ligandı olduğunu göstermektedir ( Şekil 5C ). Her sinekten, toplam 24 sinek için, doza...
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Burada Or47b ORN'lerin palmitoleik aside verdiği yanıtların sağlam bir şekilde indükte edilebildiği ve kaydedilebildiği bir prosedürü açıkladık. Yetersiz feromon odorant verme sorununu gidermek için 2 , 7 , 10 numaralı geleneksel uzun mesafe koku alma yöntemini değiştirdik. Bileşimi, açılışları hazırlığın milimetre içinde konumlandırılmış olan odorant kartuşları vasıtasıyla dağıtarak düşük odorant volatilite sorununu ele al...
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Yazarların açıklayacak bir şeyi yok.
Resimlerle ilgili yardım için örnek eserleri ve Tin Ki Tsang'a yardım için Ye Zhang'a teşekkür ediyoruz. Bu çalışma, Ray Thomas Edwards Vakfı Erken Kariyer Ödülü ve JWW'ye verilen C.-YS ve NIH hibelerine (R01DC009597 ve R01DK092640) NIH hibe (R01DC015519) tarafından desteklendi.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
| Ad | Şirket | Katalog numarası | Yorumlar |
|---|---|---|---|
| Hazırlık Kurulumu ve Çeşitli Malzemeler | |||
| Pipet Çektirme Aleti | Sutter Instruments Novato CA USA | P97 | Pipet Çektirme |
| Borosilikat Cam Kılcal Damarlar | World Precision Instruments Sarasota FL USA | 1B100F-4 | tutma çubukları yapmak için |
| Alüminosilikat Cam Kılcal Damarlar | Sutter Instruments Novato CA ABD | AF100-64-10 | elektrotlar yapmak için |
| Superfrost Mikroskop Slaytları | Fisher Scientific Pittsburgh PA ABD | 12-550-143 | sinek hazırlama istasyonu için |
| Kalıcı Çift Taraflı Bant | Scotch St. Paul MN ABD | NA | sinek hazırlama istasyonu için |
| Dik mikroskop | Olympus Shinjuku Tokyo Japonya | BX51 | kayıt teçhizatı |
| için Plastalina modelleme kili | Van Aken North Charleston SC USA | B0019QZMQQ | hazırlık istasyonu için ve tutma çubuğunu stabilize etmek için |
| SFCA Membranlı Hızlı Akışlı Steril Tek Kullanımlık Filtre Ünitesi, 0.45 mm | Nalgene Rochester NY ABD | # 156-4045 | AHL çözeltisini sterilize etmek için |
| Name< / strong> | Company | Katalog Numarası | Comments |
| Kartuş Malzemeleri | < / Güçlü> | ||
| 200 ve mikro; L pipet ucu | VWR Radnor PA USA | 53508-810 | koku kartuşları yapmak ve sinek hazırlamak için |
| Filtre Kağıdı | Whatman Maidstone Kent UK | 740-E | koku kartuşları yapmak için |
| Vakum Kurutucu ve nbsp; | Cole-Parmer Vernon Hills IL ABD | VX-06514-30 | etanol çözücüyü buharlaştırmak için |
| Adı | Company | Katalog Numarası | Comments |
| Odorant Materials | |||
| cis-palmitoleik asit | Cayman Chemical Ann Arbor MI ABD | # 10009871 (CAS # 373-49-9) | Or47b kokulu |
| trans-palmitoleik asit | Cayman Chemical Ann Arbor MI ABD | # 9001798 (CAS # 10030-73-6) | Or47b kokulu |
| Etanol Spektrum Kimyasal | MFG. New Brunswick NJ USA | E1028-500MLGL | palmitoleik asidi seyreltmek için |
| Name | Company | Katalog Numarası | Comments |
| Rig Kurulum Malzemeleri | |||
| Kokulu Kartuş Mikromanipülatörü | Siskiyou | olfaktometre Flow Vision yazılımını konumlandırmak için | MX130R |
| Alicat Tuscon AZ USA | FLOWVISIONSC | yazılımı akış hızını kontrol etmek için | |
| Kütle Kontrol Cihazı | Alicat Tuscon AZ ABD | MC-2SLPM-D | Nemlendirilmiş hava akış hızını kontrol etmek için |
| Kütle Kontrol Cihazı | Alicat Tuscon AZ ABD | MC-500SCCM-D | Koku stimülasyonu için akış hızını kontrol etmek için |
| Clampex | Moleküler Cihazlar Sunnyvale CA ABD | Ver. 10.4 | Veri toplama yazılımı |
| Hava dağıtım tüpü Ace | Glass Vineland NJ ABD | 8802-936 | Nemlendirilmiş hava sağlamak için |
| 50X objektif lens | Olympus Shinjuku Tokyo Japonya | LMPLFL50X | kayıt donanımı |
| Clampfit 10 | Molecular Devices Sunnyvale CA | USA Ver. 10.4 | spike analizi için yazılım |
| Igor Pro 6 | WaveMetrics Lake Oswego VEYA USA | Ver. 6.37 | veri analizi yazılımı |
| Ses Monitörü | ALA Scientific Instruments Farmingdale NY ABD | NPIEXB-AUDIS-08B | İşitsel olarak bireysel sivri uçları bildirir |
| Hücre Dışı Amplifikatör | ALA Scientific Instruments Farmingdale NY ABD | NPIEXT-02F | elektrik sinyallerinin genliğini artırmak için |
| Valf Kontrol Cihazı | Warner Instruments | Koku stimülasyonu için valfin açılmasını kontrol etmek için | VC-8 |
| Kayıt Elektrodu Mikromanipülatör | Sutter Instruments Novato CA ABD | MP-285 | kayıt elektrodunu konumlandırmak için |
| Headstage Amplifikatör | ALA Scientific Instruments Farmingdale NY ABD | EQ-16.0008 | elektrik sinyallerinin genliğini artırmak için |
| Osiloskop | Tektronix Beaverton VEYA ABD | TDS2000C | Bireysel ani artışların görsel raporu |
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.