Summary

Registrazioni Sensillum singolo in Insetti Drosophila melanogaster E Anopheles gambiae</em

Published: February 17, 2010
doi:

Summary

Risposte elettrofisiologiche dei neuroni sensoriali olfattivi di odori può essere misurata in insetti utilizzando registrazioni sensillum singolo. In questo articolo il video ci mostrerà come eseguire registrazioni sensillum singolo nelle antenne del moscerino della frutta (<em> Drosophila melanogaster</em>) E la palpi mascellari della zanzara della malaria (<em> Anopheles gambiae</em>).

Abstract

L'olfatto è essenziale per gli insetti di trovare cibo, compagni, predatori e siti di deposizione delle uova 3. Insetti neuroni olfattivi sensoriali (OSNs) sono racchiusi in peli sensoriali chiamati sensilli, che coprono la superficie degli organi olfattivi. La superficie di ogni sensillum è coperta di minuscoli pori, attraverso i quali passano odoranti e si dissolvono in un liquido chiamato linfa sensillum, che bagna i dendriti sensoriali della OSNs ospitato in un sensillum dato. I dendriti OSN esprimere recettore odorizzante (OR) proteine, che in funzione di insetti come odore canali ionici 4, 5. L'interazione di odoranti con OR aumenta o diminuisce la velocità basale cottura della OSN. Questa attività neuronale, sotto forma di potenziali d'azione rappresenta la prima rappresentazione della qualità, intensità e caratteristiche temporali del odorizzante 6, 7.

Dato il facile accesso a questi peli sensoriali, è possibile effettuare registrazioni extracellulari da OSNs singolo con l'introduzione di un elettrodo di registrazione nella linfa sensillum, mentre l'elettrodo di riferimento si trova nella linfa degli occhi o del corpo dell'insetto. In Drosophila, sensilli casa da uno a quattro OSNs, ma ogni OSN mostra tipicamente un caratteristico picco di ampiezza. Tecniche di ordinamento Spike permettono di assegnare le risposte spiking a OSNs individuali. Questo singolo registrazione sensillum (SSR) tecnica controlla la differenza di potenziale tra la linfa sensillum e l'elettrodo di riferimento come picchi elettrici che vengono generati dall'attività recettore sulla OSNs 1, 2, 8. Cambiamenti nel numero di picchi in risposta alla odorizzante rappresentare la base cellulare di odore di codifica negli insetti. Qui, descriviamo il metodo di preparazione attualmente in uso nel nostro laboratorio per eseguire SSR sulla Drosophila melanogaster e Anopheles gambiae, e mostrano tracce di rappresentanza indotta dalla odoranti in un sensillum specifico modo.

Protocol

1. Odore diluizioni La maggior parte dei odoranti sono solubili in olio di paraffina. Tuttavia, DMSO o l'etanolo può essere utilizzato anche come solventi alternativi per gli odori particolari. Preparare diluizioni appropriate (ad esempio 1:10 del volume: volume, v: v) da odoranti puro in flaconcini di vetro. La maggior parte degli odori diluizioni sono stabili a temperatura ambiente, ma per i composti altamente volatili è meglio fare diluizioni di lavoro su base settimanale. Ogni sensillum risponde a d…

Discussion

Stimoli olfattivi vengono utilizzati dagli organismi di identificare fonti di cibo, potenziali compagni, e predatori. Neuroni sensoriali olfattivi (OSNs) sono al centro primo relè tra stimoli esterni e centri superiori del cervello dove le informazioni vengono successivamente trattati. In Drosophila melanogaster e Anopheles gambiae, OSNs sono facilmente accessibili e la loro attività elettrica possono essere monitorati, mentre stimolato da sbuffi odore.

Il singolo di regi…

Materials

Material Name Type Company Catalogue Number Comment
Paraffin oil Odors Fluka 76235  
High purity odors (>98%) Odors Sigma-Aldrich   Methyl acetate
#296996
1-octen-3-ol
#74950
Filter paper strips Odors Fisherbrand 05-714-1 Chromatography paper
Connectors Odors Cole-Parmer EW-06365-40 1/16×1/8″
Glass vials Odors Agilent Technologies 5182-0556  
Air line plastic tubing Odor Delivery Python Products 500PAL  
1 serological pipette Odor Delivery Corning 4101 10 mL
Plastic tubing Odor Delivery Cole-Parmer EW-06418-0 0.050″x0.090″OD
Disposable borosilicate glass Pasteur pipettes Odor Delivery FisherBrand 13-678-20A 5-3/4 inches
Programmable stimulus controller Odor Delivery Syntech CS-55  
Anti-vibration table Electrophysiology Equipment TMC 63533 36”Wx30”Dx29”H
Faraday cage Electrophysiology Equipment TMC MI8133303  
Inverted microscope Electrophysiology Equipment Nikon E600FN ECLIPSE Recording microscope
10x and 100x objectives Electrophysiology Equipment Nikon 10x Plan Fluor 100x L Plan  
Dissecting microscope Electrophysiology Equipment Nikon EZ645 electrode sharpening/insect prep microscope
Magnetic stands Electrophysiology Equipment Newport MODEL 150  
IDAC Electrophysiology Equipment Syntech IDAC-4  
Acquisition software Electrophysiology Equipment Syntech Autospike  
1 macromanipulator Electrophysiology Equipment NARISHIGE MN-151 Joystick manipulator
Used for positioning reference electrode
1 micromanipulator Electrophysiology Equipment EXFO PCS-6000 Used for positioning recording electrode
Crocodile clip Electrophysiology Equipment Pomona AL-B-12-0  
Electric cable Electrophysiology Equipment Pomona B-36-0 Test Cable Assembly
2 electrode holders Electrophysiology Equipment Syntech N/A Electrode holders (set of 2) for tungsten wire electrode
AC probe Electrophysiology Equipment Syntech N/A Universal single ended probe (10xAC)
Tungsten electrodes Electrophysiology Equipment Microprobes M210 straight tungsten rods, 0.005“x3“
Potassium hydroxide Electrophysiology Equipment Sigma-Aldrich 221473  
Syringe Electrophysiology Equipment BD 301625 20 mL
Power supply Electrophysiology Equipment WILD HEERBRUGG 6V 40W e.g MTR32  
Vertical puller Insect prep Narishige PB-7  
Razor blade Insect prep VWR 55411-050  
Dental wax Insect prep Patterson 091-1503  
Microscope slide Insect prep FisherBrand 12-550A  
Cover glass Insect prep FisherBrand 12-541A 18X18 #1.5
Polypropylene mesh Insect prep Small Parts inc. CMP-0500-B  
Glass electrode Insect prep Frederick Haer & Co. 27-32-0-075 Capillary tubing borosilicate 1.5mm OD x 1.12mm ID x 75 mm
Double-sided tape (3M) Insect prep 3M MMM6652P3436 Double-sided tape (3M)
Forceps Insect prep Fine Science Tools 021×0053 Dumont #5 Mirror Finish Forceps
Small plastic cup Insect prep VWR 89009-662 7 x 5.7 (23/4 x 21/4)
Electric aspirator Insect prep Gempler’s RHM200  

References

  1. Boeckh, J. Elektrophysiologische Untersuchungen an einzelnen Geruchsrezeptoren auf der Antenne des TotengrAbers (Necrophorus Coleoptera). Z. Vergl. Physiol. 46, 212-248 (1962).
  2. Schneider, D., Hecker, E. Zur Elektrophysiologic der Antenne des Seidenspinners Bombyx mori bei Reizung mit angereicherten Extrakten des Sexuallockstoffes. Z. Naturforschg. 11b, 121-124 (1956).
  3. Touhara, K., Vosshall, L. B. Sensing odorants and pheromones with chemosensory receptors. Annu Rev Physiol. 71, 307-332 (2009).
  4. Sato, K. Insect olfactory receptors are heteromeric ligand-gated ion channels. Nature. 452, 1002-1006 (2008).
  5. Wicher, D. Drosophila odorant receptors are both ligand-gated and cyclic-nucleotide-activated cation channels. Nature. 452, 1007-1011 (2008).
  6. Hallem, E. A., Ho, M. G., Carlson, J. R. The molecular basis of odor coding in the Drosophila antenna. Cell. 117, 965-979 (2004).
  7. Hallem, E. A., Carlson, J. R. Coding of odors by a receptor repertoire. Cell. 125, 143-160 (2006).
  8. Boeckh, J., Kaissling, K. E., Schneider, D. Insect olfactory receptors. Cold Spring Harb Symp Quant Biol. 30, 263-280 (1965).
  9. de Bruyne, M., Foster, K., Carlson, J. R. Odor coding in the Drosophila antenna. Neuron. 30, 537-552 (2001).
  10. Lu, T. Odor coding in the maxillary palp of the malaria vector mosquito Anopheles gambiae. Curr Biol. 17, 1533-1544 (2007).
  11. Hallem, E. A., Fox, A. N., Zwiebel, L. J., Carlson, J. R. Olfaction: mosquito receptor for human-sweat odorant. Nature. 427, 212-213 (2004).
  12. Couto, A., Alenius, M., Dickson, B. J. M. o. l. e. c. u. l. a. r. anatomical, and functional organization of the Drosophila olfactory system. Curr. Biol. 15, 1535-1547 (2005).
  13. Fishilevich, E., Vosshall, L. B. Genetic and functional subdivision of the Drosophila antennal lobe. Curr Biol. 15, 1548-1553 (2005).
check_url/kr/1725?article_type=t

Play Video

Cite This Article
Pellegrino, M., Nakagawa, T., Vosshall, L. B. Single Sensillum Recordings in the Insects Drosophila melanogaster and Anopheles gambiae. J. Vis. Exp. (36), e1725, doi:10.3791/1725 (2010).

View Video