يصف هذا البروتوكول تسجيل خارج الخلية من العمل الاستجابات المحتملة التي أطلقتها الخلايا العصبية الذوق labellar في ذبابة الفاكهة.
استجابة طعم الطرفية من الحشرات يمكن التحقيق بقوة مع تقنيات الكهربية. الطريقة الموضحة هنا يسمح الباحث لقياس الاستجابات الذوقية مباشرة وكميا، مما يعكس المدخلات الحسية أن الجهاز العصبي للحشرات تتلقاها من المحفزات طعم في بيئته. يحدد هذا البروتوكول جميع الخطوات الرئيسية في أداء هذه التقنية. الخطوات الحاسمة في تجميع وتلاعب الكهربية، مثل اختيار المعدات اللازمة وبيئة مناسبة للتسجيل، ويتم رسم. نحن تصف أيضا كيفية الاستعداد لتسجيل بجعل المرجعية وتسجيل الأقطاب المناسبة، والحلول منبهة للذوق. نحن تصف بالتفصيل الطريقة المستخدمة لإعداد الحشرات عن طريق ادراج الإلكترود المرجعي الزجاج في ذبابة من أجل شل خرطوم. نظهر آثار النبضات الكهربائية التي أطلقها الخلايا العصبية الذوق ردا على السكر ومجمع المر. جوانب البروتوكول هي رechnically صعبة ونحن وتشمل وصفا واسعة من بعض التحديات التقنية المشتركة التي يمكن مواجهتها، مثل عدم وجود إشارة أو الضوضاء المفرطة في النظام، والحلول المحتملة. تقنية له حدود، مثل عدم القدرة على تقديم المحفزات المعقدة زمنيا، ومراقبة خلفية إطلاق النار مباشرة قبل التحفيز التسليم، أو استخدام مركبات غير قابلة للذوبان في الماء طعم مريح. على الرغم من هذه القيود، هذه التقنية (بما في ذلك الاختلافات الطفيفة المشار إليها في البروتوكول) هو المعيار، والإجراءات المقبولة على نطاق واسع لتسجيل الاستجابات العصبية ذبابة الفاكهة لتذوق المركبات.
حاسة التذوق يسمح حشرة للكشف عن مجموعة واسعة من المواد الكيميائية القابلة للذوبان، ويلعب دورا هاما في قبول مادة مغذية، أو رفض واحد الضارة أو السامة. ويعتقد الذوق أيضا للعب دور في اختيار الشريك، من خلال الكشف عن الفيرومونات 1-5. جعلت هذه الوظائف الهامة والمتنوعة النظام طعم الحشرات هدفا مقنعة للتحقيق في كيفية النظم الحسية ترجمة الاشارات البيئية في المخرجات السلوكية ذات الصلة.
الوحدة الأساسية للنظام طعم البطن ذبابة الفاكهة هو الشعر والذوق، أو sensillum و. جزيئات دخول sensillum وعبر المسام في 2،6 طرفها. تم العثور على الشعيرات labellum، والساقين، وهامش الجناح، والبلعوم 6. على labellum، والنمطية عدد وموقع الشعيرات. هناك ثلاث فئات من الشعيرات المورفولوجية بناء على طول: طويل (L) والمتوسطة (I)، وقصيرة (S ) الشعيرات 7،8. يحتوي كل sensillum وإما اثنين (I-نوع) أو أربعة (L-S-نوع و) الخلايا العصبية مستقبلات الذوقية (GRNs) 9. GRNs مختلفة الرد على فئات مختلفة من المحفزات طعم: المر والسكر والملح والأسمولية 7،10 والتعبير عن مجموعات فرعية مختلفة من المستقبلات الذوقية 8،11-13. فقط أنا وS-نوع الشعيرات تحتوي GRNs المر استجابة 8،10. يتم ترحيل المشروع GRNs إلى العقدة تحت المريء (مجموعة العمليات الخاصة) والتنشيط من خلال جزيئات الذوق إلى الجهاز العصبي المركزي العالي لفك التشفير، مما أدى إلى استجابة سلوكية 6. عدد قليل نسبيا من الخلايا العصبية وقابليته للتحليل الجزيئي والسلوكية جعل النظام طعم ذبابة الفاكهة نموذجا ممتازا للتحقيق في أنظمة الذوقية بشكل عام. السهولة النسبية التي يمكن التلاعب بها النظام عبر طفرة جينية أو نظام التعبير GAL4-UAS أيضا بمثابة أداة قيمة 14،15.
ontent "> لأن هذه الشعيرات تبرز من سطح labellum، لأنها تجعل أهداف ممتازة للالكهربية. اطلاق النار من GRNs يمكن رصدها باستخدام تسجيل خارج الخلية. تاريخيا، وطريقة تسجيل جنبا إلى الجدار، والذي يستخدم الزجاج الكهربائي إدراجها في sensillum وتسجيل نشاط الخلايا العصبية، وقد استخدم 26، ولكن هذا الأسلوب يمثل تحديا تقنيا على القيام بها، وأنه من الصعب أن يسجل لفترة طويلة من كل إعداد. طريقة غيض تسجيل، والذي يقيس استجابة الخلايا العصبية مع القطب أن في وقت واحد يسلم منبهة للذوق، وأصبح منذ الأسلوب المفضل 9،16. وقد استخدمت وللتحقيق في نظام طعم ذبابة الفاكهة السوداء البطن 8،10،17،18 فضلا عن عدد من أنواع الحشرات الأخرى 19-23. له تم سهلت كثيرا من خلال تطوير مكبر للصوت tastePROBE، التي تغلبت احدة من العوائق الرئيسية لطريقة التسجيل عن طريق بلاغ للتعويضفرق الجهد الكبير بين الإلكترود المرجعي وsensillum والحشرات، مما يتيح للإمكانات العمل GRN ليتم تسجيلها دون التضخيم المفرط أو التصفية 24. وثمة تطور مهم آخر استخدام tricholine سترات كما بالكهرباء يسجل 25. TCC يقمع الاستجابات من GRN الحساسة للالأسمولية ولا تحفيز GRN الحساسة الملح، مما يجعل الاستجابات التي تم إنشاؤها بواسطة tastants المر والسكر أسهل بكثير لتحليل 25.نحن هنا تصف كيف يتم تنفيذ تسجيل غيض من ذبابة الفاكهة labellar الشعيرات حاليا في المختبر كارلسون. وهذا البروتوكول شرح كيفية تأسيس منصة مناسبة الكهربية، وكيفية إعداد الطاير، وكيفية تنفيذ تسجيلات الذوق. كما نقدم بعض البيانات التي تم الحصول عليها عن طريق تسجيل ممثل من مجموعات فرعية من ذبابة الفاكهة الشعيرات، وكذلك بعض القضايا المشتركة والحلول المحتملة التي يمكن مواجهتها عند استخدام هذاالتقنية.
الشعيرات Labellar تختلف في سهولة تسجيل بسبب الاختلافات في التشكل وتنظيم التشريحية. أحيانا لا يستجيب إلى أي sensillum وtastants، حتى واحد ما هو معروف للحصول على رد إيجابي. التردد الذي يحدث هذا يختلف تبعا لنوع sensillum و. L الشعيرات هي الأكثر استجابة باستمرار وسهلة نسبيا للوصول بسبب طو…
The authors have nothing to disclose.
وأيد هذا العمل من قبل NRSA 1F31DC012985 منحة دكتوراه مسبقا (لRD) ومنح المعاهد الوطنية للصحة لJC
نود أن نشكر الدكتور ينيا فايس لتعليقات مفيدة على المخطوطة، والدكتور ريان جوزيف لشخصيات مساعدة تجميع، والدكتور فريدريك ماريون-الإستطلاع للحصول على المشورة التقنية مفيدة. نود أيضا أن نعترف تعليقات مفيدة من أربعة المعلقين.
Stereo Zoom Microscope | Olympus | SZX12 DFPLFL1.6x PF eyepieces: WHN10x-H/22 | capable of ~150x magnification with long working distance table mount stand |
Anti-vibration Table | Kinetic Systems | BenchMate2210 | |
Micromanipulators | Narishige | NMN-21 | |
Magnetic stands | ENCO | Model #625-0930 | |
Reference Electrode Holder | Harvard Apparatus | ESP/W-F10N | Can be mounted on 5ml serological pipette for extended range |
Silver Wire | World Precision Instruments | AGW1510 | 0.3-0.5mm diameter |
Retort Stand | generic | ||
Outlet Plastic Tube | generic, 1cm diameter | ||
Flexible Plastic Tubing | Nalgene | 8000-0060 | VI grade 1/4 in internal diameter |
500 ml Conical Flask | generic, with side arm | ||
Aquarium Pump | Aquatic Gardens | Airpump 2000 | |
Fiber Optic Light Source | Dolan-Jenner Industries | Fiber-Lite 2100 | |
White Card/Paper | Whatman | 1001-110 | |
Digital Acquisition System | Syntech | IDAC-4 | Alternative: National Instruments NI-6251 |
Headstage | Syntech | DTP-1 | Tasteprobe |
Tasteprobe Amplifier | Syntech | DTP-1 | Tasteprobe |
Alligator Clips | Grainger | 1XWN7 | Any brand is fine |
Insulated Electrical Wire | Generic | ||
Gold Connector Pins | World Precision Instruments | 5482 | |
Personal Computer | Dell | Vostro | Check for compatibility with digital acquisition system and software |
Acquisition Software | Syntech | Autospike | Autospike works with IDAC-4; alternatively, use Labview with NI-6251 |
Aluminum Foil and/or Faraday Cage | Electro-magnetic noise shielding | ||
Borosilicate Glass Capillaries | World Precision Instruments | 1B100F-4 | |
Pipette Puller | Sutter Instrument Company | Model P-87 Flaming/Brown Micropipette Puller | |
Beadle and Ephrussi Ringer Solution | See recipe in protocol section | ||
Tricholine citrate, 65% | Sigma | T0252-100G | |
Stereo Microscope | Olympus | VMZ 1x-4x | Capable of 10x-40x magnification |
Ice Bucket | Generic | ||
p200 Pipette Tips | Generic | ||
Spinal Needle | Terumo | SN*2590 | |
1ml Syringe | Beckton-Dickenson | 301025 | |
Fly Aspirator | Assembled from P1000 pipette tips, flexible plastic tubing, and mesh | ||
Modeling Clay | Generic | ||
Forceps | Fine Science Tools By Dumont | 11252-00 | #5SF (super-fine tips) |
10ml Syringe | Beckton-Dickinson | 301029 | |
Plastic Tubing | Tygon | R-3603 |