שיטות אלקטרופיזיולוגיות למדידת רמות פוטופיגמנט בדרוזופילה פוטורצפטורים
Summary
אנו מציגים פרוטוקול לאפיון אלקטרופיזיולוגי של פוטופיגמנטים דו-יציבים: (1) ניצול תזוזות המטען בתוך מולקולות הפוטוגמנט בעקבות בליעת הפוטונים וכמותם העצומה בפוטורצפטורים, ו-(2) ניצול הבדלי הספיגה-ספקטרום של מצבי הפוטוגמנט של רודופסין ומטרהודופסין. פרוטוקולים אלה שימושיים לסינון מוטציות המשפיעות על מערכות פוטופיגמנט דו-יציבותיות.
Abstract
רודופסין פוטופיגמנט מצומד לחלבון G של דרוזופילה G (R) מורכב מחלבון (אופסין) ומכרומופור. תהליך ההפעלה של רודופסין מתחיל על ידי איזומריזציה הגורמת לספיגת פוטונים של הכרומופור, מקדמת שינויים קונפורמיים של האופסין וגורמת למצב פוטופיגמנט שני יציב כהה (metarhodopsin, M). חקירת פוטופיגמנט דו-יציב זה באמצעות מוטגנזה אקראית דורשת שיטות פשוטות וחזקות לסינון זבובים מוטנטיים. לכן, תוכננו מספר שיטות למדידת הפחתה ברמות הפוטופיגמנט התפקודיות. שיטה אחת כזו מנצלת את תזוזות המטען בתוך הפוטופיגמנט לאחר בליעת הפוטונים ואת הכמויות העצומות של מולקולות הפוטופיגמנט המבוטאות בפוטורצפטורים. אות חשמלי זה, המכונה פוטנציאל הקולטן המוקדם (או זרם הקולטן המוקדם), נמדד על ידי מגוון שיטות אלקטרופיזיולוגיות (למשל, אלקטרורטינוגרמה ורישומי תאים שלמים) והוא פרופורציונלי באופן ליניארי לרמות פוטופיגמנט תפקודיות. היתרונות של שיטה זו הם יחס האות לרעש הגבוה, מדידה ליניארית ישירה של רמות הפוטופיגמנט ועצמאות של מנגנוני פוטו-טרנסדוקציה במורד הזרם להפעלת רודופסין או מטרהודופסין. שיטה אלקטרופיזיולוגית נוספת הנקראת דפולריזציה ממושכת (PDA) מנצלת את היציבות הדו-כיוונית של פוטופיגמנט דרוזופילה ואת ההבדלים הקליטה-ספקטרליים של מצבי פיגמנט R ו-M של זבובים. ה-PDA מושרה על ידי אור כחול עז, הממיר כמויות רוויות של רודופסין למטרהודופסין, וכתוצאה מכך כישלון של סיום תגובת האור למשך זמן ממושך בחושך, אך ניתן לסיים אותו על ידי המרת מטרהודופסין לרודופסין באמצעות אור כתום עז. מכיוון שה-PDA הוא אות חזק שדורש המרת פוטופיגמנט מסיבית, אפילו פגמים קטנים בביוגנזה של הפוטופיגמנט מובילים לזיהוי בקלות של מחשב כף יד חריג. ואכן, מוטציות PDA פגומות הובילו לזיהוי חלבוני איתות חדשניים החשובים לפוטו-טרנסדוקציה.
Introduction
הרודופסין המופעל באמצעות אור (R), שהוא קולטן מצומד לחלבון G (GPCR), מורכב מחלבון 7 טרנס-ממברנה (opsin) וכרומופור. ב-Drosophila melanogaster (זבוב הפירות) ספיגת הפוטונים גורמת לאיזומריזציה של כרומופור הרשתית 11-cis-3-OH ל-all-trans-3-OH-רשתית1, מה שמקדם את השינוי הקונפורמי של הרודופסין למטרהודופסין (M, איור 1A). שלא כמו רודופסין של בעלי חוליות, החלק השולט של כרומופור חסרי חוליות אינו מתנתק מהאופסין, וכתוצאה מכך מצב הפיגמנט הכהה-יציב הפעיל מבחינה פיזיולוגית M. בתורו, ספיגת פוטון נוספת על ידי כרומופור הרשתית all-trans-3-OH גורמת לאיזומריזציה של הכרומופור 2,3, ויוצרת את מצב הפיגמנט R עם כרומופור הרשתית 11-cis-3-OH. מצב R הוא פוטופיגמנט כהה, יציב ולא פעיל מבחינה פיזיולוגית. בנוסף לנתיב התחדשות הפוטונים המהיר ביותר של הכרומופור4, בדומה לפוטופיגמנטים של בעלי חוליות, קיים מסלול איטי אנזימטי חלופי להתחדשות כרומופורים אצל חסרי חוליות, שבו חלק מהשלבים מבוצעים בתאי רשתית המקיפים את תאי הפוטורצפטורים 5,6.
דרוזופילה טומנת בחובה יתרונות גדולים כאורגניזם מודל לחקר פוטורצפטורים חסרי חוליות. בפרט, הנגישות של ההכנה והיכולת ליישם גנטיקה מולקולרית הפכו את Drosophila למערכת מודל חזקה7. לפיכך, נקבעו מספר שיטות ניסיוניות in vivo ו– ex vivo לחקר פוטו-טרנסדוקציה בכלל ורמות פוטופיגמנט, בפרט. שיטת in-vivo הפשוטה ביותר מנצלת את תגובת המתח החוץ-תאית הגדולה יחסית שנרשמה לאור של עין דרוזופילה. בהתאם לכך, גירוי האור מעורר תגובת מתח חשמלית בעין כולה שניתן למדוד באמצעות הקלטת אלקטרורטינוגרמה חוץ-תאית (ERG), הגדולה בכ-3 סדרי גודל מתגובת ה-ERG לאור של עיניים של בעלי חוליות 8,9. תגובת Drosophila ERG חזקה ומתקבלת בקלות, מה שהופך אותה לשיטה נוחה לזיהוי חריגות בתגובת האור עקב מוטציות. תגובת ה-ERG לאור נובעת בעיקר מהפוטורצפטורים, מתאי הפיגמנט (גליה) ומהנוירונים המשניים של הלמינה (ראו איור 1B). המרכיבים העיקריים של ה-ERG הם (i) תגובת המתח החוץ-תאית של הפוטורצפטורים, (ii) החולפים “on” ו-“off” בתחילתו ובסיומו של גירוי האור הנובעים מתאי העצב של הלמינה (איור 2A, inset, ON, OFF), (iii) התגובה האיטית של תאי הגליה (איור 2A, inset, חצים), ו-(iv) התגובה הקצרה והחולפת, כתוצאה מתזוזת מטען במהלך הפעלת פוטופיגמנט שקדמה ל-ON ארעי10 (איור 2C [inset], D, E). תגובה קצרה זו מורכבת משני שלבים (M1 ו-M2, איור 2C [inset]) וניתן להשרות אותה רק על ידי גירוי אור חזק במיוחד, שמפעיל בו-זמנית מיליוני מולקולות פוטופיגמנט. הוא לא נצפה תחת גירוי כחול (איור 2D, עקבות כחולים) וגם לא אצל מוטנטים עם רמות פוטופיגמנט מופחתות מאוד (איור 2E, עקבות אדומים), אבל המשרעת שלו משופרת מעט במוטציה שמבטלת את פעילות ה-PLC (איור 2E, עקבות כתומים). שלב M1 הוא ERP טיפוסי של הזבוב הנובע מהפעלת M בפוטורצפטורים. פאזת M1, שיש לה קוטביות חיובית (תוך תאית), משחררת מוליך עצבי בדרך הרגילה בסינפסה הפוכה של סימנים ומפעילה את נוירוני הלמינה, המגיבים לדה-פולריזציה של פוטורצפטור על ידי יצירת שלב M2 המוגברת מבחינה סינפטית. לפיכך, הן שלב M1 והן שלב M2 משקפים הפעלת M10,11.
הדה-פולריזציה של הפוטורצפטור יוצרת את ה-“on” החצי-חיובי-חיובי של הקרנית, הנובעת מהסינפסה ההפוכה בין האקסון הפוטורצפטור לבין הנוירונים המונופולריים של הלמינה10,11 (איור 1B). העלייה האיטית והדעיכה של ה-ERG נובעות מדה-פולריזציה של תאי הפיגמנט (איור 2A, אינסט, חצים) בעיקר כתוצאה משטף K+ מתאי הפוטורצפטור12 דרך פוטנציאל הקולטן הארעי (TRP) ותעלות דמויות TRP (TRPL) 13,14,15. רכיבים קינטיים איטיים אלה מסתירים ומעוותים במידה רבה את צורת הגל של תגובת הפוטורצפטור בהשוואה להקלטות תוך-תאיות או של תאים שלמים של תגובת הפוטורצפטור לאור 9,10. בנוסף, בהארות חזקות מאוד, ניתן לראות תגובה חולפת נוספת, שקדמה ומתמזגת באופן חלקי עם הארעי “on”, (איור 2C [inset],D,E). אות זה מקורו ישירות בהפעלה המסיבית של הפוטופיגמנט10.
מספר פרוטוקולים של משטר אור באמצעות צפיפות ניטרלית (ND) ומסנני צבע, כמו גם הבזקי תאורה חזקים, פותחו כדי לחקור את העין בכלל ואת מפל הפוטו-טרנסדוקציה בפרט. פרוטוקולים אלה שימשו גם כדי לחקור את המאפיינים של הפוטוגמנט.
פרוטוקול תגובת העוצמה מודד את משרעת השיא של תגובת מתח ה-ERG של העין כולה לעוצמות אור הולכות וגדלות (איור 2A,B). פרוטוקול זה מסייע באיתור שינויים ברגישות של תאי הפוטורצפטור לאור9.
פרוטוקול האפטר-פוטנטי הממושך של דה-פולריזציה (PDA) מנצל את ההבדלים בספקטרום הספיגה של רודופסין ומטרהודופסין המאפשר, בדרוזופילה, המרה פוטופית מסיבית של R למצב M הבינוני הפעיל מבחינה פיזיולוגית והיציב-כהה שלו2. בתגובת המתח ERG ניתנת פעימה קצרה יחסית של אור רווי, ותגובת המתח המתקבלת נרשמת. בתנאי זה, תקרה (פוטנציאל היפוך) מושגת על ידי אות הדפולריזציה מכיוון שהפעלת שבריר אחוז מהכמות העצומה של מולקולות רודופסין (~1 x 108) מספיקה כדי להגיע לתקרה. נוכחותם של רכיבי הפוטו-טרנסדוקציה בשפע רב מבטיחה כי תקרה זו תושג גם אצל מוטנטים עם ירידה משמעותית בריכוז או תקלה עדינה ברכיבי הפוטו-טרנסדוקציה. מצב זה מונע את בידודם של מוטנטים אלה. Pak et al. הציגו את בדיקת ה-PDA7 בחיפוש אחר בדיקה אמינה וחושפנית לבידוד מוטנטים חזותיים. בדרוזופילה, תגובת ה-PDA נגרמת על ידי הסרה גנטית של פיגמנט ההקרנה האדום, המאפשר המרת פוטופיגמנט, ויישום של אור כחול, אשר נספג באופן מועדף על ידי רודופסין (איור 3A), ובכך מביא להמרה נטו גדולה של ה-R למצב הפוטופיגמנט M. סיום הפוטו-טרנסדוקציה משובש ברמת הפוטופיגמנט על-ידי המרה נטו גדולה של R ל-M, שבתורה גורמת לעירור מתמשך הרבה אחרי שהאור כבוי (איור 2C, איור 4A [למעלה]). במהלך תקופת ה-PDA, הפוטורצפטורים רגישים פחות לנורות הבדיקה הבאות והם חסרי רגישות חלקית (ללא פעילות). ה-PDA מזהה אפילו פגמים קלים בביוגנזה של רודופסין ובודק את הקיבולת המקסימלית של תא הפוטורצפטור כדי לשמור על עירור למשך תקופה ממושכת. מאז זה תלוי לחלוטין בנוכחות של ריכוזים גבוהים של רודופסין, זה בקלות ציונים עבור חידוש לקוי של רכיבי phototransduction. למרבה הפלא, מסך ה-PDA הניב הרבה מוטנטים חזותיים חדשים וחשובים מאוד (שנסקרו ב-Pak et al.7). לפיכך, מוטציות ה-PDA שבודדו על ידי Pak et al.7 עדיין שימושיות ביותר לניתוח מערכת הראייה של דרוזופילה .
ה-PDA מושרה בדרוזופילה על-ידי הרוויה של אור כחול, וכתוצאה מכך נוצרת דה-פולריזציה רציפה זמן רב לאחר היסט האור (איור 4A [למעלה]). לאחר רוויית האור הכחול הגורם ל-PDA, הפוטורצפטורים ההיקפיים (R1-6) נשארים פעילים ברציפות בחושך בקיבולת המרבית שלהם, ומגיעים לרוויה. אורות כחולים רוויים נוספים במהלך ה-PDA אינם מייצרים תגובה נוספת בתאי R1-6 למשך שניות רבות, אלא גורמים לתגובה בתאי R7-8 שמונחת על גבי ה-PDA. התגובות העל-טבעיות מוסברות על ידי ספקטרום הספיגה השונה של הפוטופיגמנטים המתבטאים בתאים אלה (R7-8)16. ניתן להדחיק את ה-PDA על-ידי היפוך פוטו-קונטקסט של M בחזרה ל-R עם אור כתום רווי (איור 4A [למעלה]). היכולת של ה-PDA להביא את תאי הפוטורצפטור ליכולת הפעילה המקסימלית שלהם, מצב שלא ניתן להשיג על ידי אור לבן עז, מסבירה מדוע הוא היה כלי מרכזי לסינון מוטציות חזותיות של דרוזופילה. הסיבה לכך היא שהיא מאפשרת זיהוי של אפילו פגמים קלים בחלבונים המעורבים בביוגנזה של רמות פוטופיגמנט תקינות 17,18. שתי קבוצות של מוטנטים פגומים ב-PDA בודדו: לא מוטנטים של אי-פעילות ולא מוטנטים של אפטר-פוטנטים (נינה) והשבתה, אך לא מוטנטים אפטר-פוטנטיים (ina). הפנוטיפ של הראשון הוא היעדר PDA וההשבתה הנלווית הנובעת מירידה גדולה ברמות הפוטופיגמנט (איור 4A [באמצע]). הפנוטיפ של האחרון מראה חוסר פעילות אך אין דה-פולריזציה כהה לאחר אור כחול עקב מנגנון שעדיין לא ידוע במוטציה עם רמות רודופסין נורמליות אך חסרים חלבונים המקיימים אינטראקציה עם תעלות ה-TRP (איור 4A [למטה]).
ה-PDA נובע מההבדל בכמות הפוטופיגמנט ביחס לעצרין (ARR2), אשר קושר ומסיים פעילות M 19,20,21 (איור 1A). בפוטורצפטורים של דרוזופילה, כמות הפוטופיגמנט גדולה בערך פי חמישה מכמות ARR219. לפיכך, רמות ARR2 אינן מספיקות כדי להשבית את כל מולקולות ה-M הנוצרות על ידי פוטו-קונברסיה נטו גדולה של R ל-M, מה שמשאיר עודף של M פעיל כל הזמן בחושך 17,19,20,22,23. מנגנון זה מסביר את חיסול תגובת ה-PDA על ידי מוטציות או על ידי מניעת קרוטנואידים24,25, מה שגורם לירידה ברמת הפוטוגמנט, אך אינו משפיע על רמות העצורים. יתר על כן, הסבר זה מסביר גם את הפנוטיפים של אלל מוטנטי ריק ARR2 (arr23)21, שבו ניתן להשיג PDA בעוצמות אור כחול עמום פי 10 בערך 19,20,21 (איור 4B,C). ה-PDA אינו מאפיין ייחודי של פוטורצפטורים של זבובים, והוא מופיע בכל מין שנבדק שיש לו M יציב כהה עם ספקטרום בליעה שונה מזה של מצב R, מה שמאפשר היפוך פוטו-קונסטרוקטיבי מספיק של הפוטופיגמנט ממצב R למצב M. מין שנחקר ביסודיות ובו התגלתה הפנומנולוגיה של ה-PDA הוא הפוטורצפטור הברנקלי (Balanus), שבו ספקטרום הבליעה של מצב R נמצא באורך גל ארוך יותר ממצב M2 (איור 3B). לפיכך, בניגוד למצב בזבוב, בברנקל, אור כתום-אדום גורם ל-PDA, בעוד שאור כחול מדכא את ה-PDA2.
פרוטוקול פוטנציאל הקולטן המוקדם (ERP) מנצל את תזוזת המטען המתרחשת במהלך הפעלת R או M. הפיגמנט הראייתי הוא חלק בלתי נפרד מממברנת פני השטח של תא האיתות של ממברנות בעלי החוליות וחסרי החוליות3. בהתאם לכך, תהליך ההפעלה שבו מולקולות הפוטופיגמנט משתנות ממצב ביניים אחד למשנהו מלווה בתזוזת מטען 4,26. מכיוון שמולקולות הפוטופיגמנט מיושרות חשמלית במקביל לקיבוליות הממברנה4, שינוי קונפורמציה מסונכרן מהיר יוצר שינוי קיטוב מהיר של קרום פני השטח, אשר, בזבובים, מתרחש בתא האיתות המורכב מערימה של כ-30,000-50,000 מיקרו-וילי הנקראת rhabdomere. קיטוב זה פורק באופן פסיבי דרך קיבוליות הממברנה של גוף התא עד שקרום התא מקוטב באותה מידה. ה- ERP הוא ההקלטה החוץ-סלולרית של תזוזת המטען. ה-ERP המתועד באופן תוך-תאי מבטא את ה-ERP החוץ-תאי המשולב בקבוע הזמן של קרום התא 4,27,28. את הזרם המופעל על ידי תזוזת מטען הפיגמנט הראייתי ניתן למדוד גם בהקלטות של מהדק מתח של תאים שלמים29,30 (איור 5A-D), עם היתרון העיקרי (בהקלטות זרם קולטן מוקדם (ERC) של מזעור ההשפעה של קיבוליות הממברנה על הקינטיקה של האות.
פרק הפרוטוקול מתאר כיצד לבצע מדידות ERG ממדידות עין9 ו-ERC של דרוזופילה על ידי הקלטות של תאים שלמים מדרוזופילה מבודדת אומטידיה31,32. אנו מתארים גם פרוטוקולים ספציפיים המשמשים לחקר פוטו-טרנסדוקציה בכלל ופוטופיגמנטים בפרט.
Protocol
Representative Results
Discussion
היתרון העיקרי של שימוש בהכנת הפוטורצפטור של Drosophila הוא הנגישות שלו, הקלות והדיוק של גירוי האור, והכי חשוב, היכולת ליישם את העוצמה של הגנטיקה המולקולרית7. מחקרים גנטיים נרחבים ביססו את Drosophila כמערכת מודל שימושית ביותר לניתוח גנטי של תהליכים ביולוגיים מורכבים7…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
מחקר זה נתמך על ידי מענקים מהקרן הישראלית למדע (ISF) ומהקרן הדו-לאומית למדע ארצות הברית-ישראל (BSF). אנו מודים למר אנטולי שאפוצ’ניקוב על בניית מחמם השעווה.
Materials
| 1 mL syringe with elongated tip | Figure 6M | ||
| 1 rough tweezers | Dumont #5, Standard | 0.1 mm x 0.06 mm, length 110 mm, Inox (Figure 6H) | |
| 2 condenser lenses | |||
| A/D converter | Molecular Device | Digidata 1200 | Possible replacement: any digidata from molecular devices (e.g 1440A) -Figure 7C |
| Amplifier | Almost perfect electronics | Possible replacement: Warner instruments- IE251A or IE-210 (comes with headstage)- Figure 7D | |
| Anti-vibration Table | Newport | VW-3036-OPT-01 | Figure 7H |
| Capillaries | Harvard Apparatus | Borosilicate glass capillaries | 1 mm x 0.58 mm (Figure 6O) |
| Clampex | Molecular Device | Software | |
| CO2 tank | |||
| Cold light source | Schott | KL1500 LCD | Figure 6C |
| Delicate wipers | Kimtech | Kimwipes (Figure 6K) | |
| Electrode holder | Suitable for capillary O.D. 1 mm (Figure 6N, Figure 7N, and Figure 7P) | ||
| Faraday cage | Home made | Electromagnetic noise shielding and black front curtain (Figure 7K) | |
| Filter (Color) | Schott | OG590, Edge filter | Figure 7S |
| Filter (Color) | Schott | BP450/40 nm | Figure 7S |
| Filter (Color) | Blazers | 550 nm | Figure 7S |
| Filter (Color) for cold light source | Schott | RG630 | Figure 6C |
| Filter (Heat) | Schott | KG3 | Figure 7S |
| Filters (Neutral density filter) | Chroma | 6,5,4,3,2,1,0.5,0.3 | Figure 7S |
| Flash Lamp system | Honeywell | Figure 7U | |
| Fly sleeper system with injector | Inject + matic | Figure 6A-B | |
| Lamp power supply | PTI | LPS-220 | Figure 7W |
| Light detector | Home made | Phototransistor (Figure 7O) | |
| Light guide | 3 mm diameter, 1.3 m long (Figure 7L,M) | ||
| Light source | High-pressure ozone-free 75 W Xenon lamp (operating on 50 W), possible replacement: Cairn research- OptoLED (Figure 7R) | ||
| Low temperature melting wax | Home made | Composed of mixture of beeswax (Tm≈62 °C) and paraffin at ~3:1 to reach a melting temperature of ~55–56 °C (Figure 6J) | |
| Magnetic stand for flies | Home made | Figure 6I and Figure 7Q | |
| Microelectrode preamplifier system with head-stage | Almost perfect electronics | Impedance tester (Figure 7G) | |
| Micromanipulator (mechanical coarse) | Tritech Research, Narishige | M-2 | |
| Micromanipulator (mechanical fine) | Leitz Microsystems | Leitz Mechanical Micromanipulator | Figure 7F |
| pCLAMP | Molecular Device | Software | |
| Petri dish | 60 mm | ||
| Pulse generator | AMPI | Master 8 | Figure 7A |
| Redux cream for electrocardiography | Parker Laboratories | Redux Electrolyte Crème | |
| Shutter driver | Uniblitz, Vincent Associates | VCM-D1 Single Channel Uni-stable | Figure 7V |
| Shutter system | Uniblitz, Vincent Associates | LS2 2 mm Uni-stable Shutters | Figure 7V |
| Silver Wire | Warner Instruments | 0.25–1 mm diameter, needs to be chloridized | |
| Soldering iron composed of a platinum-iridium filament | 0.25 mm diameter (Figure 6F) | ||
| Stereoscopic zoom Microscope | Nikon | SMZ-2B | Figure 6D |
| Stereoscopic zoom Microscope | Wild | Wild M5 | With 6, 12, 25 and 50 magnification settings (Figure 7E) |
| Syringe filters | Millex | 22 µm PVDF filter | |
| Vertical pipette puller | Sutter/ Narishige | Model P-97/PP-830 | Use either vertical or horizontal puller, as preferred (Figure 6L) |
| Wax filament heater | Home made | See figure S1 (Figure 6E-G) | |
| Xenon Flash Lamp system | Dr. Rapp OptoElectronic | JML-C2 | Figure 7X |
References
- Vogt, K., Kirschfeld, K. Chemical identity of the chromophores of fly visual pigment. Naturwissenschaften. 77, 211-213 (1984).
- Hillman, P., Hochstein, S., Minke, B. Transduction in invertebrate photoreceptors: role of pigment bistability. Physiological Reviews. 63 (2), 668 (1983).
- Hamdorf, K., Autrum, H. . Handbook of Sensory Physiology. Comparative Physiology and Evolution of Vision in Invertebrates. 7, 145-224 (1979).
- Gagné, S., Roebroek, J. G., Stavenga, D. G. Enigma of early receptor potential in fly eyes. Vision Research. 29 (12), 1663-1670 (1989).
- Pak, W. L., Shino, S., Leung, H. T. PDA (prolonged depolarizing afterpotential)-defective mutants: the story of nina’s and ina’s–pinta and santa maria, too. Journal of Neurogenetics. 26 (2), 216-237 (2012).
- Wang, X., Wang, T., Jiao, Y., von, L. J., Montell, C. Requirement for an enzymatic visual cycle in Drosophila. Current Biology. 20 (2), 93-102 (2010).
- Pak, W. L. Drosophila in vision research. The Friedenwald lecture. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 36 (12), 2340-2357 (1995).
- Pak, W. L., Breakfield, X. . Neurogenetics, Genetic Approaches to the Nervous System. , 67-99 (1979).
- Minke, B. Light-induced reduction in excitation efficiency in the trp mutant of Drosophila. The Journal of General Physiology. 79, 361-385 (1982).
- Minke, B., Kirschfeld, K. Fast electrical potentials arising from activation of metarhodopsin in the fly. The Journal of General Physiology. 75 (4), 381-402 (1980).
- Stephenson, R. S., Pak, W. L. Heterogenic components of a fast electrical potential in Drosophila compound eye and their relation to visual pigment photoconversion. The Journal of General Physiology. 75 (4), 353-379 (1980).
- Agam, K., et al. Metabolic stress reversibly activates the Drosophila light-sensitive channels TRP and TRPL in vivo. The Journal of Neuroscience: The Official Journal of the Society for Neuroscience. 20 (15), 5748-5755 (2000).
- Hardie, R. C., Minke, B. The trp gene is essential for a light-activated Ca2+ channel in Drosophila photoreceptors. Neuron. 8, 643-651 (1992).
- Niemeyer, B. A., Suzuki, E., Scott, K., Jalink, K., Zuker, C. S. The Drosophila light-activated conductance is composed of the two channels TRP and TRPL. Cell. 85 (5), 651-659 (1996).
- Phillips, A. M., Bull, A., Kelly, L. E. Identification of a Drosophila gene encoding a calmodulin-binding protein with homology to the trp phototransduction gene. Neuron. 8, 631-642 (1992).
- Minke, B., Wu, C. F., Pak, W. L. Isolation of light-induced response of the central retinular cells from the electroretinogram of Drosophila. Journal of Comparative Physiology. 98, 345-355 (1975).
- Selinger, Z., Doza, Y. N., Minke, B. Mechanisms and genetics of photoreceptors desensitization in Drosophila flies. Biochimica et Biophysica Acta. 1179, 283-299 (1993).
- Minke, B. The history of the prolonged depolarizing afterpotential (PDA) and its role in genetic dissection of Drosophila phototransduction. Journal of Neurogenetics. 26 (2), 106-117 (2012).
- Satoh, A. K., et al. Arrestin translocation is stoichiometric to rhodopsin isomerization and accelerated by phototransduction in Drosophila photoreceptors. Neuron. 67 (6), 997-1008 (2010).
- Byk, T., Bar Yaacov, M., Doza, Y. N., Minke, B., Selinger, Z. Regulatory arrestin cycle secures the fidelity and maintenance of the fly photoreceptor cell. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 90, 1907-1911 (1993).
- Dolph, P. J., et al. Arrestin function in inactivation of G protein-coupled receptor rhodopsin in vivo. Science. 260, 1910-1916 (1993).
- Belusic, G., Pirih, P., Stavenga, D. G. Photoreceptor responses of fruitflies with normal and reduced arrestin content studied by simultaneous measurements of visual pigment fluorescence and ERG. Journal of Comparative Physiology. A, Neuroethology, Sensory, Neural, and Behavioral Physiology. 196 (1), 23-35 (2010).
- Stavenga, D. G., Hardie, R. C. Metarhodopsin control by arrestin, light-filtering screening pigments, and visual pigment turnover in invertebrate microvillar photoreceptors. Journal of Comparative Physiology. A, Neuroethology, Sensory, Neural, and Behavioral Physiology. 197 (3), 227-241 (2011).
- Stark, W. S., Zitzmann, W. G. Isolation of adaptation mechanisms and photopigment spectra by vitamin A deprivation. Journal of Comparative Physiology. 105, 15-27 (1976).
- Minke, B., Kirschfeld, K. The contribution of a sensitizing pigment to the photosensitivity spectra of fly rhodopsin and metarhodopsin. The Journal of General Physiology. 73, 517-540 (1979).
- Cone, R. A., Cobbs, W. H. Rhodopsin cycle in the living eye of the rat. Nature. 221 (5183), 820-822 (1969).
- Murakami, M., Pak, W. L. Intracellularly recorded early receptor potential of the vertebrate photoreceptors. Vision Research. 10 (10), 965-975 (1970).
- Hodgkin, A. L., Obryan, P. M. Internal recording of the early receptor potential in turtle cones. The Journal of Physiology. 267 (3), 737-766 (1977).
- Yasin, B., et al. Ectopic expression of mouse melanopsin in Drosophila photoreceptors reveals fast response kinetics and persistent dark excitation. Journal of Biological Chemistry. 292 (9), 3624-3636 (2017).
- Hardie, R. C. Photolysis of caged Ca 2+ facilitates and inactivates but does not directly excite light-sensitive channels in Drosophila photoreceptors. The Journal of Neuroscience: The Official Journal of the Society for Neuroscience. 15, 889-902 (1995).
- Hardie, R. C. Whole-cell recordings of the light induced current in dissociated Drosophila photoreceptors: evidence for feedback by calcium permeating the light-sensitive channels. Proceedings of the Royal Society of London. Series B, Containing Papers of a Biological Character. Royal Society (Great Britain). 245, 203-210 (1991).
- Ranganathan, R., Harris, G. L., Stevens, C. F., Zuker, C. S. A Drosophila mutant defective in extracellular calcium-dependent photoreceptor deactivation and rapid desensitization. Nature. 354, 230-232 (1991).
- Pak, W. L., Lidington, K. J. Fast electrical potential from a long-lived, long-wavelength photoproduct of fly visual pigment. The Journal of General Physiology. 63 (6), 740-756 (1974).
- Katz, B., Gutorov, R., Rhodes-Mordov, E., Hardie, R. C., Minke, B. Electrophysiological method for whole-cell voltage clamp recordings from drosophila photoreceptors. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (124), e55627 (2017).
- Selinger, Z., Minke, B. Inositol lipid cascade of vision studied in mutant flies. Cold Spring Harbor Symposia on Quantitative Biology. 53, 333-341 (1988).
- Minke, B., Kirschfeld, K. Microspectrophotometric evidence for two photoconvertible states of visual pigments in the barnacle lateral eye. The Journal of General Physiology. 71, 37-45 (1978).
- Ranganathan, R., Harris, W. A., Zuker, C. S. The molecular genetics of invertebrate phototransduction. Trends in Neurosciences. 14, 486-493 (1991).
- Henderson, S. R., Reuss, H., Hardie, R. C. Single photon responses in Drosophila photoreceptors and their regulation by Ca 2. The Journal of Physiology. 524, 179-194 (2000).
- Dimitracos, S. A., Tsacopoulos, M. The recovery from a transient inhibition of the oxidative metabolism of the photoreceptors of the drone (Apis mellifera). Journal of Experimental Biology. 119, 165-181 (1985).
- Agam, K., Frechter, S., Minke, B. Activation of the Drosophila TRP and TRPL channels requires both Ca 2+ and protein dephosphorylation. Cell Calcium. 35 (2), 87-105 (2004).
