Sporing Drosophila larve adfærd som svar på Optogenetic Stimulation af olfaktoriske neuroner

Neuroscience

Your institution must subscribe to JoVE's Neuroscience section to access this content.

Fill out the form below to receive a free trial or learn more about access:

 

Summary

Denne protokol analyserer navigations opførsel af Drosophila larve i svar til samtidige optogenetic stimulation af dens olfaktoriske neuroner. Lys af 630 nm bølgelængde bruges til at aktivere individuelle olfaktoriske neuroner giver udtryk for en rød-skiftede kanal rhodopsin. Larve bevægelse spores samtidig, registreret digitalt og analyseret ved hjælp af brugerdefinerede-skrevet software.

Cite this Article

Copy Citation | Download Citations

Clark, D. A., Kohler, D., Mathis, A., Slankster, E., Kafle, S., Odell, S. R., Mathew, D. Tracking Drosophila Larval Behavior in Response to Optogenetic Stimulation of Olfactory Neurons. J. Vis. Exp. (133), e57353, doi:10.3791/57353 (2018).

Please note that all translations are automatically generated.

Click here for the english version. For other languages click here.

Abstract

Insekter evne til at navigere mod lugt kilder er baseret på aktiviteterne i deres første-ordens olfaktoriske receptor neuroner (ORNs). Mens der har været en betydelig mængde af oplysninger vedrørende ORN svar til duftstoffer, forbliver rolle af specifikke ORNs i kørsel adfærdsmæssige reaktioner dårligt forstået. Komplikationer i adfærd analyser opstår på grund af forskellige volatiliteter af duftstoffer, der aktiverer individuelle ORNs, flere ORNs aktiveres af enkelt duftstoffer, og vanskelighederne ved at replikere naturligt observerede tidsmæssige variationer i olfaktoriske stimuli ved hjælp af konventionelle lugt-levering metoder i laboratoriet. Her, beskriver vi en protokol, der analyserer Drosophila larve adfærd som reaktion på samtidige optogenetic stimulation af dens ORNs. Optogenetic teknologi bruges her giver mulighed for specificitet af ORN aktivering og præcis styring af tidsmæssige mønstre af ORN aktivering. Tilsvarende larve bevægelse spores, registreret digitalt og analyseret ved hjælp af brugerdefinerede skrevet software. Ved at erstatte lugt stimuli med lys stimuli, giver denne metode mulighed for en mere præcis styring af individuelle ORN aktivering for at studere dens indvirkning på larve adfærd. Vores metode kunne forlænges yderligere for at studere virkningerne af anden ordens projektion neuroner (PNs) samt lokale neuroner (LNs) på larve adfærd. Denne metode vil dermed aktiverer en omfattende dissektion af olfaktoriske kredsløb funktion og supplere undersøgelser på hvordan olfaktoriske neuron aktiviteter oversætte i til opførsel svar.

Introduction

Olfaktoriske oplysninger i en Drosophila larve miljø er sanses af kun 21 funktionelt adskilte ORNs, aktiviteter som i sidste ende bestemme larve adfærd1,2,3,4. Dog er relativt lidt kendt om den logik, som sensorisk information er kodet i disse 21 ORNs aktiviteter. Der er således behov for at eksperimentelt måle de funktionelle bidrag af hver larve ORN til adfærd.

Selv om profilen sensoriske respons af hele repertoiret af Drosophila larve ORNs er blevet undersøgt i detaljer1,4,5, bidrag fra enkelte ORNs til olfaktoriske kredsløb og dermed til navigations funktionsmåde forbliver stort set ukendt. Hidtil, opstår vanskeligheder i larve adfærd undersøgelser, på grund af manglende evne til at rumligt og tidsligt aktivere enkelt ORNs. Et panel af duftstoffer, der specifikt aktiverer 19 af de 21 Drosophila larve ORNs blev for nylig beskrevet1. Hver enkelt lugtstof i panelet ved lave koncentrationer, fremkalder en fysiologisk reaktion fra dens beslægtet ORN. Men ved højere koncentrationer, der normalt anvendes til konventionelle adfærd assays, hver enkelt lugtstof fremkalder fysiologiske reaktioner fra flere ORNs1,5,6. Yderligere, duftstoffer i dette panel har varieret volatilitet, der komplicerer fortolkningen af adfærd undersøgelser, der afhænger af dannelsen af stabil lugt forløb7,8. Endelig, naturligt forekommende lugt stimuli har en tidsmæssig komponent, der er vanskelige at formere under laboratorieforhold. Det er derfor vigtigt at udvikle en metode, der kan måle larve adfærd mens samtidig aktivere individuelle ORNs rumlige og tidsmæssige.

Vi viser her, en metode, som har fordele i forhold til tidligere beskrevne larve tracking undersøgelser,1,8. Sporing af analysen beskrives i Gershow et al. bruger elektronisk styrede ventiler til at opretholde et stabilt forløb af lugt i adfærd arena8. Men på grund af niveauet for komplekst ingeniørarbejde involveret at bygge lugt stimulus setup, denne metode er vanskelige at formere sig i andre laboratorier. Yderligere uløste spørgsmål relateret til ved hjælp af Duftenes specifikt aktivere enkelt ORNs. Sporing analysen beskrives i Mathew et al. bruger en enklere lugt leveringssystem, men den resulterende lugt gradient er afhængige af test lugtstof volatilitet og er ustabil for lange varigheder af assay1. Således, ved at erstatte lugt stimuli med lys stimuli, vores metode har fordelene ved specificitet og præcis tidsmæssige kontrol af ORN aktivering og er ikke afhængige af dannelsen af lugt forløb af forskellige styrker.

Vores metode er nem at sætte og passer til forskere interesseret i at måle aspekter af Drosophila larve navigation. Denne teknik kunne tilpasses til andre modelsystemer, forudsat at forskeren er i stand til at køre udtryk for CsChrimson i deres favorit system neuron(s) valg. CsChrimson er en rød-forskudt version af kanal rhodopsin. Det er aktiveret på bølgelængder, der er usynlige for de larve phototaxis system. Vi er derfor at manipulere aktiviteten af neuroner med specificitet, pålidelighed og reproducerbarhed9. Ved at ændre den brugerdefinerede skrevet software for at tage hensyn til størrelse ændringer af emnerne, kunne denne metode let tilpasses til kravlende larver af andre insektarter.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. opbygning af en opførsel Arena og forberede Hardware hen til muliggøre Optogenetic Stimulation i arenaen adfærd

  1. For at opbygge en lys-berøvet adfærd arena, konstruere en boks med en dimension af 89 x 61 x 66 cm3 (35" L x 24" W x 26" H) lavet af sort farvet plexiglas akryl plader (3 mm tyk) (Se Tabel af materialer). Materialer til at bygge sådan en boks skal være tilgængelig på lokale isenkræmmere. Placer denne boks på en bordplade i adfærd værelse (fig. 1A).
  2. Montere en sort-hvid USB 3.0 CCD kamera monteret med en IR long-pass 830 nm filter og en 8 mm F1.4 C-mount linse (Se Tabel af materialer) til midten af loftet for den sorte boks. Sted to infrarød LED strips (Se Tabel af materialer) på tabel-top for at belyse larver i de mørke arena (fig. 1A).
  3. For at opbygge LED platform, få en 22 cm × 22 cm firkantet aluminiumplade (helst spray malede med en mat sort finish at fjerne eventuelle refleksioner). I midten af pladen, ved hjælp af en metal cutter, skære et hul, der er stor nok til at passe omkring CCD kamera.
  4. Dække metalplade med røde LED stribe lys (Se Tabel af materialer). Lodde LED lys stribe ledninger i serien og feed strip ledningerne i et optocoupler relæ styret af en Raspberry Pi 2B mikroprocessor (Se Tabel af materialer) (figur 1B og 2).
  5. Installer og Konfigurer Ubuntu Mate/Raspian Jesse/Linux baseret operativsystem på Raspberry Pi processor før tilslutning optocoupler relæ til LED strips. Vedhæfte en strømforsyning til magten LED strips og optocoupler (figur 2) (Se Tabel af materialer). Montere LED perron omkring CCD kamera (figur 1B).
    Bemærk: Ubuntu Mate v16.04 operativsystemet er frit tilgængelige. Et sæt af simple Python baserede kommandoer kan nemt tilpasses programmet mønstre af LED lys stimuli (Se fil-syntaks).
  6. Sikre homogen irradians på forskellige punkter i arenaen adfærd. Måle den absolutte irradians på overfladen af arenaen ved hjælp af et spektrometer og bestemme det at være ~1.3 W/m2 i hele overfladen af arenaen.
    Bemærk: Ved denne intensitet, ingen væsentlige ændringer blev observeret i temperatur i løbet af eksperimenterne. En anden undersøgelse10 anvendes en højere irradians af ~1.9 W/m2 og observerede ingen ændringer i temperaturen i løbet af eksperimenterne.

2. forberedelse af Drosophila larver adfærd analyser

  1. Vedligeholde fluer på standard flyve mad (Se Tabel af materialer) på 25 ° C, 50-60% RH og en 12 h/12 h lys/mørke cyklus.
  2. For at udtrykke CsChrimson i et enkelt par af ORNs, krydse jomfruelige hunner fra en UAS-IVS-CsChrimson linje til mænd fra en OrX-Gal4 linje ('X' svarer til en af 21 larve lugt receptor (eller) gener, der udtrykkes entydigt i hver 21 par af ORNs)9,11.
    1. Skiftevis, for at udtrykke CsChrimson i alle 21 larve ORNs, cross jomfruelige hunner fra en UAS-IVS-CsChrimson linje til mænd fra en Orco-Gal4 linje ('Orco' er den Co receptor, der kommer til udtryk i alle 21 ORNs).
    2. Bruge UAS-IVS-CsChrimson linje af sig selv som en kontrol i disse eksperimenter.
      Bemærk: Flyve bestandene listet her er alle tilgængelige på Bloomington Drosophila Stock Center (Se Tabel af materialer).
  3. Når mandlige og kvindelige fluer i et kryds er tilladt at parre sig og lægge æg for 48 h, overføre voksne til en frisk hætteglas.
    1. På overfladen af den mad hætteglas indeholdende æg, tilføje 400 µL af en blanding, der indeholder 400 µM all-trans retinal (ATR) opløst i dimethylsulfoxid (DMSO) og 89 mM saccharose opløses i destilleret vand.
      Bemærk: Den lille mængde saccharose fremmer larve fodring af ATR løsning. ATR er en cofaktor, der kræves til upregulating af CsChrimson udtryk9,10. ATR er lysfølsomt.
    2. Når ATR er føjet til de mad hætteglas indeholdende æg, Ruger hætteglas i mørke for en yderligere 72 h.
      Bemærk: Mens denne undersøgelse og de ovennævnte to undersøgelser ikke har observeret virkninger på larve adfærd på grund af ATR fodring, anbefales det, kontrollere for virkningerne af ATR fodring ved at underkaste test linjer til den samme mængde af den ovennævnte blanding, der ikke indeholder ATR.
  4. Uddrag tredje-instar larver (~ 120 h efter æglægning) fra overfladen af flyve mad af flydende dem ved hjælp af en høj densitet (15%) rørsukkeropløsning. Ved hjælp af en P1000 mikropipette adskille larverne flyder på overfladen af saccharose løsning i en 1000 mL glas bægerglas.
  5. Vask larver 3 – 4 gange ved at udveksle 800 mL frisk destilleret vand i glas bægerglas hver gang. Tillad larver at hvile i 10 min. før udsætter dem for opførsel analyse.

3. adfærd analyse

  1. Opretholde konsekvent temperatur (mellem 22-25 ° C) og fugtighed (mellem 50 og 60% RH) i adfærd værelse.
  2. Forbered larve kravlende medium ved at hælde 150 mL af smeltet Agarosen (1,5%) ind i et 22 cm x 22 cm kvadrat petriskål. En petriskål hældes for hver prøveversion af analysen, 8 – 10 forsøg pr. eksperiment. Tillad Agarosen at størkne og cool for 1-2 h i Petriskålene før du bruger dem i opførsel analyse.
    1. Overføre mere end 20 af prepped tredje-instar larverne til center af petriskål (figur 1C). Dække petriskål med låg. Placer petriskålen i arenaen adfærd under CCD kamera.
      Bemærk: Afhængigt af eksperimentet, opførsel assays er typisk udført i 3-5 min. Hvis en lugtstof bruges i analysen til at give vejledning stikord, er det blevet bemærket, at den deraf følgende lugt gradient forbliver stabil i ca 5 min1. Længere assay gange anbefales ikke. Skadelige virkninger på larver på grund af dehydrering eller fra langvarig 630 nm rødt-lys eksponering er ikke blevet observeret inden for disse tidspunkter.
  3. Drej ON the 850 nm infrarød LED lys kilde til at visualisere larver i videoen. Start CCD kamera til at optage larve bevægelse.
  4. Ved hjælp af software forbundet med Raspberry Pi processor, program procedure til at administrere passende mønstre af rødt lys stimulation.
    Bemærk: Et sæt af simple Python baserede kommandoer kan nemt tilpasses programmet mønstre af LED lys stimuli (Se fil-syntaks).

4. databehandling og analyse

  1. Importer videooptagelser af hver prøveversion til enhver tilgængelig programmering software som Matlab.
  2. Få XY koordinater for hver larve i en film som en funktion af tiden. Baseret på grænserne for tracking software, kan 15 – 20 tredje-instar larver spores i en enkelt film1,8.
    Bemærk: Et sæt af simple Matlab koder ('Tracklarva'), som nemt kan tilpasses der passer til passende forhold (Se fil-syntaks) er fastsat. Dette program kombinerer alle forsøg i et eksperiment og udgange XY-koordinater af hver larve nemlig den hel tidsvarighed i analysen (Se kode syntaks nedenfor). Alternativt kunne man bruge flere open source-baserede programmer, der er frit tilgængelige for forskere. F.eks. JAABA (http://jaaba.sourceforge.net/)12.
  3. Bruge de genererede XY-koordinater til at afbilde larve baner og yderligere analysere larve locomotion.
    1. For opførsel analyse, bruge navigations statistikker såsom hastighed, vej krumning, pos. vinkel, for at opdele enkelte larver baner i vekslende sekvenser af løber og sving.
    2. Kører defineres som kontinuerlig perioder af bevægelse fremad. Sving adskille successive kører. Sving er markeret når ændringer til bane orientering vinkler var > 45° (Se fil-syntaks).
  4. Beregne middelværdier for opstille hastighed, køre længde, køre retning og andre parametre, som kræves.
    Bemærk: Et sæt af enkle syntaks til at udtrække 'løber' og 'stopper' fra larve baner er fastsat (Se fil-syntaks). Simpel Matlab eller Excel baseret funktioner kan anvendes på den udpakkede data til at beregne værdier for 'køre hastighed', 'Kør længde' osv.
  5. Repræsentere data for hver adfærdsmæssige metrikværdi, som betyder ± SEM.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

For at demonstrere specificiteten af ORN aktivering, vores metode blev anvendt for at afgøre, hvilke virkninger af to forskellige ORN (ORN::7a & ORN::42a) (ORNs udtryk for enten Or7a eller Or42a) aktivering på larve adfærd (figur 3). Overensstemmelse med de seneste undersøgelser, at enkelte larver ORNs er funktionelt adskilte1,10,13, vores repræsentative data viser, at når ORN::7a udtryk for CsChrimson blev stimuleret af lys, der var en signifikant fald i køre længde i forhold til kontroldyr. Omvendt, når ORN::42a udtryk for CsChrimson blev stimuleret af lys, der var en betydelig stigning i køre længde i forhold til kontroldyr (figur 3). Den kollektive data analyseret fra ~ 100-120 larve spor blev indhentet fra (n = 8) forsøg udført for hver genotype. Fejllinjer udgør SEM. Mens vi beskriver kun en enkelt adfærd parameter (køre længde) her, bemærke vi, at hver larve spor kan analyseres yderligere for at beregne parametre for hastighed, vej krumning, og kroppen bøjer1,8,13, 14,15. Flere parametre relateret til direktionalitet som overskriften vinkel, køre længde og køre hastighed mod og væk fra lugte kan opnås hvis en lugt kilde er fastsat på den ene side af arenaen1,8,13.

For at demonstrere vores metode evne til at ændre de tidsmæssige mønstre af ORN aktivering, varierede vi vores incitament til at skifte mellem lys og slukkes. Vi udsættes larver udtrykker UAS -CsChrimson i ORN::42a til tre forskellige tidsmæssige mønstre af lys stimuli i lights ON periode (0,04 Hz, 1 Hz og konstant). Vi derefter målt ændringer i adfærdsmæssige parametre, der sker under lights OFF → ON fase og under lys på → OFF fase. Vi fandt, at forskellige tidsmæssige mønstre af lys stimulation for ORN::42a, fremkaldte forskellige adfærdsmæssige reaktioner (figur 4). Sådanne ændringer blev ikke overholdt i kontrol larver, der ikke udtrykker UAS-CsChrimson i enhver ORNs. Disse resultater højdepunkt vigtigheden af at forstå hvordan timeligt mønstre af ORN aktivering bidrage til dyrs adfærd.

Figure 1
Figur 1 : Opførsel arena og larver kravlende medium. (A) Front udsigt til arenaen black-box adfærd. Den åbne dør af arenaen afslører en CCD kamera suspenderet fra loftet i boksen. (B) underside af en metal platform, der indeholder rød LED lys strimler til optogenetic stimulering er monteret omkring CCD kamera. (C) Top view af larve kravlende medium anvendes i analysen. Før start af optagelse larve bevægelse, lagdelt ~ 20 vasket larver er lagt langs midten af en 22 cm x 22 cm petriskål med 1,5% agarosegelelektroforese. Petriskål indeholdende larver er placeret i midten af arenaen under CCD kamera og i mellem to infrarøde LED lys strimler, der bruges som en lyskilde for kameraet. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

Figure 2
Figur 2 : Opsætning af Optogenetics. En infographic viser den elektroniske arrangement for opsætningen af optogenetics. Kort, LED lys (630 nm) strimler er forbundet i serie og ledninger fra stripsene er tilføres en optocoupler tilsluttet en raspberry PI 2B mikroprocessor. Både LED lys strimler og optocoupler er drevet af en strømforsyning. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

Figure 3
Figur 3 : Virkningen af lys aktivering af enkelte ORNs på larve opførsel. Køre længden af larver udtryk for CsChrimson i ORN::7a og ORN::42a var forskelligt påvirket i forhold til at styre larver ved lys aktivering. Hver søjle repræsenterer gennemsnitlige RI ± SEM (n = 8). Køre længden af larver da ORN::7a blev aktiveret var betydeligt lavere end kontrol. Køre længden af larver da ORN::42a blev aktiveret var betydeligt højere end kontrol. Søjler repræsenterer gennemsnit ± SEM (n = 8, Student t-test; "*" er p < 0,05, "**" er p < 0,001). Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

Figure 4
Figur 4 : Virkningen af forskellige tidsmæssige mønstre af ORN aktivering på larve adfærd. (A) tre tidsmæssige mønstre af stimuli bruges til at aktivere ORNs. Stimulus a: 1 min konstant lys under Stimulus b: 0,04 Hz lys stimulation, Stimulus c: 1 Hz lys stimulation i LED ON periode i minut 2. (B) larver var udsat for de tre forskellige mønstre af lys stimuli beskrevet i A. Hver prik repræsenterer ændringen i larve opførsel, under hvert mønster af lys stimuli, når lys aktivering er skiftet fra ON til OFF. Ændre i 'Kør længde' (Av. køre længde (OFF) - Av. køre længde (på)) er afbildet på x-aksen. Ændre i 'Kør hastighed' (Av. køre hastighed (OFF) - Av. køre hastighed (på)) er afbildet på y-aksen. Den venstre Graf (grå prikker) repræsenterer målinger fra kontrol larver og den rigtige Graf (røde prikker) repræsenterer målinger fra larver udtryk for CsChrimson i ORN::42a. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

Final Code PDF
Supplerende fil af syntaks: et sæt enkle Matlab koder ('Tracklarva'), som kan tilpasses nemt passer til passende betingelser. Venligst klik her for at downloade denne fil.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Her, beskrevet vi en metode, der giver mulighed for måling af Drosophila larve adfærd som reaktion på samtidige optogenetic aktivering af olfaktoriske neuroner. Tidligere beskrevet larve tracking metoder1,8 bruger forskellige lugt levering teknologi hen til aktivere ORNs. Men disse metoder kan ikke kontrollere for specificitet eller tidsmæssige mønstre af ORN aktivering. Vores metode overvinder disse underskud ved hjælp af lys stimuli i stedet for lugt stimuli for mere præcis styring af ORN aktivering.

Materialer skulle bygge arenaen opførsel nemt kan fås hos den lokale isenkræmmer og kræver minimal indsats på forsamling. Elektronik nødvendig for at forberede optogenetics modulet er også let tilgængelige og konstrueret. Metoden beskrevet her bruger rødt lys til at aktivere en rød-skiftede kanal rhodopsin (CsChrimson) udtrykt i specifikke neuroner. Den resulterende larve adfærd som reaktion på den tilsvarende ORN aktivering registreres ved hjælp af en CCD kamera og måles ved hjælp af brugerdefinerede skrevet software, der tilbydes her. Vores metode gør det muligt for forskere at bede om svar på flere spørgsmål, der ikke var mulig før: 1) Hvad er virkningerne af forskellige olfaktoriske stimulus mønstre på dyrets evne til at navigere mod en lugt? 2) svarer til ON-center og OFF-center ganglion celler i pattedyr nethinden16, er der ORNs at reagere specifikt på et fald i olfaktoriske stimuli ud over ORNs, der reagerer på en forøgelse af olfaktoriske stimuli? Endelig, vores metode tillader en række fremtidige applikationer, herunder måling af virkningen af downstream neuroner i de olfaktoriske kredsløb (PNs og LNs) til larve navigation.

Mens der er flere fordele ved at vores metode, anerkender vi visse begrænsninger. Det er uklart, hvorvidt koncentration virkninger observeres med duftstoffer kan let genskabes ved hjælp af dette system. Mens vores nuværende setup ikke tillader dette, kan modulet optogenetics let modificeret til at rumme stigninger eller fald i intensiteten af det lys stimulus. I fremtiden, vil vi kontrollere, om skiftende intensitet af lys stimulus efterligner koncentration virkninger af duftstoffer. Enkle flyve genetiske teknikker kan bruges til at udtrykke CsChrimson i enten alle 21 par af ORNs (ved hjælp af Orco-Gal4) eller i et enkelt par af ORNs (ved hjælp af individuelle eller-Gal4s). Imidlertid komplicerede genetik ville være forpligtet til at udtrykke CsChrimson i ' 1 < n < 21' neuroner. På grund af dette, ville det være vanskeligt at kopiere de observerede med lugt blandinger hvor individuelle komponenter i blandingen fremkalde reaktioner fra mere end én ORN virkninger. Selvom larver navigations adfærd anses for at være en lav dimensionelle adfærd, vi anerkender, at vores larve tracking program kan forbedres yderligere i fremtiden ved at overveje yderligere adfærdsmæssige deskriptorer baseret på animalsk kropsholdning (f.eks. sandsynlighed for hoved vender, kroppen bøjninger etc.)8,17. Vores undersøgelse var begrænset til første ordens sensoriske neuroner i larve. Yderligere undersøgelser er påkrævede før vores metode kan anvendes til anden ordens projektion neuroner og lokale neuroner, der er integreret i regionen hjernen lap af hjernen18.

I Resumé giver vores metode evnen til at dissekere funktionen af hver ORN i den enkle, tractable olfaktoriske kredsløb af Drosophila larve. Ved at gøre det, vil vores metode aktiverer udvikling af mere præcise beregningsmæssige modeller, der beskriver, hvordan lugt signaler er oversat til forskellige adfærdsmæssige udgange.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Forfatterne har ikke noget at oplyse.

Acknowledgements

Dette arbejde blev støttet af startup midler fra University of Nevada, Reno og ved NIGMS af National Institute of Health under grant nummer P20 GM103650.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Video camera to capture larval movement
CCD Camera  Edmund Optics 106215
M52 to M55 Filter Thread Adapter Edmund Optics 59-446
2" Square Threaded Filter Holder for Imaging Lenses  Edmund Optics 59-445
RG-715, 2" Sq. Longpass Filter Edmund Optics 46-066
Electronics for optogenetic setup
Raspberry Pi 2B RASPBERRY-PI.org RPI2-MODB-V1.2
3 Channel programmable power supply newegg.com 9SIA3C62037092
8 Channel optocoupler relay amazon.com 6454319
630nm Quad-row LED strip lights environmentallights.com red3528-450-reel
850nm LED strips environmentallights.com wp-4000K-CC5050-60x2-kit
Software 
Matlab Mathworks Inc.
Ubuntu MATE v16.04 Nubuntu https://github.com/yslo/nubuntu
Other items
Plexiglass black acrylic Home Depot MC1184848bl
Fly food and other reagents
Nutrifly fly food Genesee Scientific 66-112
Agarose powder Genesee Scientific 20-102
22cm X 22cm square petri-dish VWR Inc. 25382-327
DMSO Sigma-Aldrich D2650
Sucrose Sigma-Aldrich 84097
All trans-retinal Sigma-Aldrich R2500
Flies
UAS-IVS-CsChrimson  Bloomington Drosophila Stock Center 55134
Orco-Gal4 Bloomington Drosophila Stock Center 26818
Or42a-Gal4 Bloomington Drosophila Stock Center 9970
Or7a-Gal4 Bloomington Drosophila Stock Center 23907

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Mathew, D., et al. Functional diversity among sensory receptors in a Drosophila olfactory circuit. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 110, 2134-2143 (2013).
  2. Ramaekers, A., et al. Glomerular maps without cellular redundancy at successive levels of the Drosophila larval olfactory circuit. Current biology : CB. 15, 982-992 (2005).
  3. Couto, A., Alenius, M., Dickson, B. Molecular, anatomical, and functional organization of the Drosophila olfactory system. Current biology : CB. 15, 1535-1547 (2005).
  4. Kreher, S. A., Kwon, J. Y., Carlson, J. R. The molecular basis of odor coding in the Drosophila larva. Neuron. 46, 445-456 (2005).
  5. Kreher, S. A., Mathew, D., Kim, J., Carlson, J. R. Translation of sensory input into behavioral output via an olfactory system. Neuron. 59, 110-124 (2008).
  6. Hallem, E. A., Carlson, J. R. Coding of odors by a receptor repertoire. Cell. 125, 143-160 (2006).
  7. Monte, P., et al. Characterization of the larval olfactory response in Drosophila and its genetic basis. Behav Genet. 19, 267-283 (1989).
  8. Gershow, M., et al. Controlling airborne cues to study small animal navigation. Nature methods. 9, 290-296 (2012).
  9. Klapoetke, N. C., et al. Independent optical excitation of distinct neural populations. Nature methods. 11, 338-346 (2014).
  10. Hernandez-Nunez, L., et al. Reverse-correlation analysis of navigation dynamics in Drosophila larva using optogenetics. eLife. 4, (2015).
  11. Brand, A. H., Perrimon, N. Targeted gene expression as a means of altering cell fates and generating dominant phenotypes. Development. 118, 401-415 (1993).
  12. Kabra, M., Robie, A. A., Rivera-Alba, M., Branson, S., Branson, K. JAABA: interactive machine learning for automatic annotation of animal behavior. Nature methods. 10, 64-67 (2013).
  13. Newquist, G., Novenschi, A., Kohler, D., Mathew, D. Differential contributions of Olfactory Receptor Neurons in a Drosophila olfactory circuit. eNeuro. 3, (2016).
  14. Schulze, A., et al. Dynamical feature extraction at the sensory periphery guides chemotaxis. eLife. 4, (2015).
  15. Tastekin, I., et al. Role of the Subesophageal Zone in Sensorimotor Control of Orientation in Drosophila Larva. Current Biology. 25, 1448-1460 (2015).
  16. Famiglietti, E. V., Kolb, H. Structural basis for ON-and OFF-center responses in retinal ganglion cells. Science. 194, 193-195 (1976).
  17. Luo, L., et al. Bidirectional thermotaxis in Caenorhabditis elegans is mediated by distinct sensorimotor strategies driven by the AFD thermosensory neurons. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 111, 2776-2781 (2014).
  18. Berck, M. E., et al. The wiring diagram of a glomerular olfactory system. eLife. 5, (2016).

Comments

0 Comments


    Post a Question / Comment / Request

    You must be signed in to post a comment. Please or create an account.

    Usage Statistics