Análise Funcional do circuito de alimentação das larvas em Drosophila</i
Summary
O circuito de alimentação em larvas de Drosophila melanogaster serve um modelo simples, mas poderosa que permite mudanças na taxa de alimentação a ser correlacionada com alterações no circuito neural stomatogastric. Este circuito é composto por neurónios serotonérgicos centrais que enviam projecções para os ganchos na boca, bem como o tubo digestivo anterior.
Abstract
O circuito de alimentação serotonérgica em larvas de Drosophila melanogaster pode ser usado para investigar substratos neuronais de importância crítica durante o desenvolvimento do circuito. Usando a saída funcional do circuito de alimentação, alterações na arquitectura neuronal do sistema estomatogástrico pode ser visualizado. Comportamento alimentar pode ser registada por meio da observação da taxa de retracção dos ganchos na boca, que recebem a inervação do cérebro. Comportamento locomotor é usado como um controlo fisiológico da alimentação, uma vez que as suas larvas usar ganchos na boca para percorrer através de um substrato de agar. Alterações no comportamento alimentar pode ser correlacionada com a arquitectura axonal das neurites que inervam o intestino. Usando imunohistoquímica é possível visualizar e quantificar essas mudanças. O manuseio inadequado das larvas durante paradigmas de comportamento pode alterar dados como eles são muito sensíveis a manipulações. Imagem adequada da arquitetura neurite inervaçãoo intestino é crítica para a quantificação exacta do número e tamanho das varizes, bem como o grau de nós de ramificação. Análise da maioria dos circuitos de permitir apenas a visualização da arquitetura neurite ou efeitos comportamentais, no entanto, este modelo permite correlacionar a saída funcional do circuito com as deficiências na arquitetura neuronal.
Introduction
Drosophila é um sistema modelo extremamente poderosa para o estudo do desenvolvimento neural circuito devido ao tempo de geração rápidos e de baixo custo experimental, e a capacidade de manipular e controlar os factores genéticos e ambientais. Neurogênese, descoberta caminho neuronal e sinaptogênese são conservados entre os humanos e Drosophila, portanto os mecanismos de criação, manutenção e modificação de circuitos neurais são conservadas também.
Neurotransmissores clássicos, como a serotonina (5-hidroxitriptamina ou 5-HT) podem servir como fatores de crescimento antes de adotar seus papéis como moléculas de sinalização no circuito neural maduro 1-3 Estudos anteriores demonstraram que os níveis perturbado de 5-HT durante o desenvolvimento embrionário altera a conectividade de neurónios maduros 4. Outros mostraram que a aplicação ectópica de 5-HT dos neurónios Helisoma reprimir o crescimento de neurites em cultura, bem como sinaptogénese 5-7. Em Drosophila, desenvolvimento níveis de 5-HT está inversamente relacionada com o número e tamanho varicosidade, bem como o grau de arborização urbana, ao longo do comprimento de neurites que se projectam para o intestino anterior do SNC 8.
Neurotransmissão serotonérgica foi mostrado para modular comportamentos alimentares em diversas espécies, incluindo Drosophila 8-9. O circuito de alimentação em Drosophila é um circuito relativamente simples que pode ser usado como um modelo para correlacionar a saída funcional (alimentação) com alterações no desenvolvimento das projecções axonais do cérebro para o intestino anterior. Schoofs et al. têm mostrado que a Drosophila alimentação larval é regulada por geradores de padrão central que influenciam a musculatura 10. Embora a anatomia muscular específico não é completamente compreendido, tem sido mostrado que o nervo da antena, nervo maxilar, e nervo acessório protorácico são responsáveis pelas metas musculares envolvidos nocomportamento alimentar. A maioria dos dados que envolvem a musculatura e nervo anatomia de alimentação de invertebrados é limitado a larvas Calliphora.
A taxa de alimentação de larvas de segundo instar pode ser avaliada pela retração dos sclerites cefalofaringeano (ganchos na boca), e é reprodutível e de alto rendimento. As placas cefalofaringeano são inervados por fibras do centro de neurônios de 5-HT através do nervo frontal. O proventrículo, ou intestino anterior, é inervado por fibras serotoninérgicos (recurrens nervo) que fasciculada no intestino médio e são responsáveis por contrações do intestino anterior (Figura 1) 11-12. Alterações na ramificação axonal, e o número e tamanho das varizes ao longo do comprimento da neurite, pode ser quantificada utilizando técnicas de imuno-histoquímica. Manipulando neuronal da 5-HT durante o desenvolvimento, quer directa quer indirectamente, pode alterar a saída funcional do circuito de alimentação, que pode ser avaliada e correlacionadas com as mudanças na morphology da arquitetura neurite.
Protocol
Representative Results
Discussion
Desenvolvimento aberrante do circuito stomatogastric serotoninérgica, que ocorre durante o final de embriogênese, afetará a sua função madura. As alterações na arquitectura de neurites que inervam o intestino pode ser correlacionada com a saída funcional do circuito, que é a taxa de alimentação (medido por contracções gancho boca numa solução de levedura) (Figura 1). O uso do sistema bipartido UAS-Gal4 em Drosophila torna possível visar especificamente para cima ou para baixo re…
Offenlegungen
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Os autores gostariam de agradecer Fundo de Investigação do Presidente da Saint Louis University atribuído a RSSF
Materials
| Eclipse E-800 Microscope | Nikon Instruments | ||
| Neuroleucida | MBF Biosciences | NL-15 | Used to analyze gut fiber architecture, not necessary to have |
| Northern Eclipse | Empix Inc | Imaging software | |
| G-2E/C TRITC EX 528-553 | Nikon Instruments | 96312 | Filter for specific secondary antibody |
| N.A. 0.75; W.D. 0.72 mm; DIC Prism: 40xI, 40x I-C; Spring loaded | Nikon Instruments | MRH00400 | Objective used for imaging |
| Simple Neurite Tracer | NIH Image J | http://fiji.sc/Simple_Neurite_Tracer |
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