Nanoinjection לזווג ו Assay Electrophysiology למסך עבור bioactivity של תרכובות באמצעות תסיסנית melanogaster סיבים הענק מערכת
Summary
מהיר<em> In vivo</em> Assay לבדיקת תרכובות neuromodulatory באמצעות מערכת סיבים הענק (GFS) של<em> תסיסנית melanogaster</em> מתוארת. Nanoinjections בראש של חיה יחד עם הקלטות של אלקטרו GFS יכול לחשוף bioactivity של תרכובות על עצב או שריר.
Abstract
תרכובות סינון עבור בפעילות vivo יכול לשמש כצעד ראשון כדי לזהות מועמדים שניתן התפתח 1,2 סוכני תרופתי. פיתחנו nanoinjection / electrophysiology הרומן assay המאפשר זיהוי של תופעות modulatory ביו של תרכובות על הפונקציה של מעגל עצבי מתווכת תגובה מפלט תסיסנית melanogaster 3,4. שלנו assay vivo, אשר עושה שימוש במערכת הענק תסיסנית סיבים (GFS, איור 1) מאפשר הקרנה של סוגים שונים של תרכובות, כגון מולקולות או פפטידים קטנים, ודורשת רק כמויות מינימליות כדי לעורר אפקט. בנוסף, GFS תסיסנית מציעה מגוון רחב של מטרות מולקולריות אפשריות על עצב או שריר. סיבי ענק (GFS) סינפסה חשמלית (GAP כלאיים), וכן כימי (כולינרגית) על Synapsing Interneuron היקפיים (PSI) ו Trochanteral Tergo שריר תא עצב (TTMn) 5 </sup>. PSI חיבור (שריר הגבי נוירון אורך) DLMn תלויה Dα7 קולטני אצטילכולין ניאציניות (nAChRs) 6. לבסוף, צמתים neuromuscular (NMJ) של TTMn ו DLMn עם קפיצה (TTM) ואת שרירי התעופה (DLM) הם glutamatergic 7-12. כאן, אנו מדגימים כיצד להזריק כמויות nanoliter של המתחם, תוך קבלת הקלטות תאיים אלקטרו ממערכת סיבים Giant 13 ואיך לפקח על השפעותיה של התרכובת על הפונקציה של מעגל זה. אנחנו מראים הספציפיות של assay עם ציטראט methyllycaconitine (MLA), אנטגוניסט nAChR, אשר משבש את PSI כדי DLMn חיבור אבל לא GF כדי TTMn חיבור או פונקציה של NMJ על קפיצה או שרירי התעופה.
לפני תחילת הווידאו הזאת זה קריטי, כי אתה בזהירות לראות ולהכיר את הסרטון שכותרתו "יופיטר הקלטות אלקטרו מן השביל סיב הענק של ד melanogaster "מ אוגוסטין ואח' 7, כמו וידיאו המוצג כאן נועד כהרחבה לטכניקה זו הקיימת. כאן אנו משתמשים בשיטה הקלטות אלקטרו ולהתמקד בפרטים רק על תוספת של nanoinjections לזווג וטכניקה ניטור.
Protocol
Discussion
המבדק nanoinjection / electrophysiology המוצג כאן מאפשר סינון מהיר של תרכובות במערכת העצבים של זבוב הפירות. זהו רומן בטכניקה vivo הדורש כמויות קטנות של חומר כדי לעורר השפעה על מגוון רחב של מטרות מולקולריות במעגל עצבי היטב מאופיין. בשיטה זו ניתן להשתמש כדי לבדוק את bioactivity של תרכוב?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
היינו רוצים להכיר את חברי המעבדה מארי ואת המעבדה Godenschwege, במיוחד אלין Yonezawa, להערות ועזרה פרוטוקול זה. עבודה זו מומנה על ידי המכון הלאומי להפרעות נוירולוגיות ושבץ מענק R21NS06637 כדי FM, TAG, א.ב. מומן על ידי מספר קרן המדע הלאומית פרס 082925, URM: לביולוגיה אינטגרטיבית עבור חוקרים עתידיים.
Materials
| Name of the reagent | Company | Catalogue number | Comments |
| Recording glass electrodes: borosilicate glass capillaries | World Precision Instruments | 1B100F-4 | 1.0mm OD, 0.58mm ID |
| Stimulator | Grass Instruments | Model S48 | |
| Amplifier | Getting Instruments Inc. | Model 5A | |
| Data acquisition Software: Digidata | Molecular Devices | Model 1440A | |
| Data collection software: pCLAMP | Molecular Devices | Version 10 | |
| Stereomicroscope with fiber optic microscope ring illuminator | AmScope | SM-4T Model HL250-AR |
|
| Dissecting scope for mounting | AmScope | SM-2TZ | |
| Kite Manual Micromanipulator & Tilting Base | World Precision Instruments | Model # M3301 Kite: Model # KITE-M3-L |
|
| Drosophila melanogaster Wild 10E genotype (wild type strain) | Bloomington Stock center | Stock # 3892 | |
| Vertical pipette puller | David Kopf Instruments | Model 700c | |
| Injection glass micropipettes: Borosilicate glass capillaries | World Precision Instruments | Catalogue # 4878 | 1.14mm OD, 0.5mm ID |
| Silicon oil | Fisher | Catalogue # S159-500 | |
| Beveler | Sutter Instrument Co. | K.T. Brown Type Model # BV-10 |
|
| Nanoliter2000 | World Precision Instruments | Catalogue # B203XVY | |
| Blue food coloring | McCormick | N/A | Ingredients: Water, Propylene Glycol, FD&C Blue 1, and 0.1% Propylparaben (preservative). |
| Methyllycaconitine citrate (MLA) | Tocris Bioscience | Catalogue # 1029 | |
| Plastic wax sticks | Hygenic Corporation (Akron Ohio USA) |
References
- Koehn, F. E., Carter, G. T. The evolving role of natural products in drug discovery. Nat. Rev. Drug Discov. 4, 206-220 (2005).
- Miljanich, G. P. Ziconotide: neuronal calcium channel blocker for treating severe chronic pain. Curr. Med. Chem. 11, 3029-3040 (2004).
- Layer, R. T., Wagstaff, J. D., White, H. S. Conantokins: peptide antagonists of NMDA receptors. Curr. Med. Chem. 11, 3073-3084 (2004).
- Lewis, R. J. Conotoxins as selective inhibitors of neuronal ion channels, receptors and transporters. IUBMB Life. 56, 89-93 (2004).
- Allen, M. J., Godenschwege, T. A., Tanouye, M. A., Phelan, P. Making an escape: development and function of the Drosophila giant fibre system. Semin. Cell Dev. Biol. 17, 31-41 (2006).
- Fayyazuddin, A., Zaheer, M. A., Hiesinger, P. R., Bellen, H. J. The nicotinic acetylcholine receptor Dalpha7 is required for an escape behavior in Drosophila. PLoS biology. 4, e63 (2006).
- Jan, L. Y., Jan, Y. N. L-glutamate as an excitatory transmitter at the Drosophila larval neuromuscular junction. The Journal of physiology. 262, 215-236 (1976).
- Usherwood, P. N., Machili, P., Leaf, G. L-Glutamate at insect excitatory nerve-muscle synapses. Nature. 219, 1169-1172 (1968).
- Marrus, S. B., Portman, S. L., Allen, M. J., Moffat, K. G., DiAntonio, A. Differential localization of glutamate receptor subunits at the Drosophila neuromuscular junction. The Journal of neuroscience : the official journal of the Society for Neuroscience. 24, 1406-1415 (2004).
- Petersen, S. A., Fetter, R. D., Noordermeer, J. N., Goodman, C. S., DiAntonio, A. Genetic analysis of glutamate receptors in Drosophila reveals a retrograde signal regulating presynaptic transmitter release. Neuron. 19, 1237-1248 (1997).
- Qin, G. Four different subunits are essential for expressing the synaptic glutamate receptor at neuromuscular junctions of Drosophila. The Journal of neuroscience : the official journal of the Society for Neuroscience. 25, 3209-3218 (2005).
- Schuster, C. M. Molecular cloning of an invertebrate glutamate receptor subunit expressed in Drosophila muscle. Science. 254, 112-114 (1991).
- Tanouye, M. A., Wyman, R. J. Motor outputs of giant nerve fiber in Drosophila. Journal of. 44, 405-421 (1980).
- Augustin, H., Allen, M. J., Partridge, L. Electrophysiological Recordings from the Giant Fiber Pathway of D. melanogaster. J. Vis. Exp. (47), e2412 (2011).
- Allen, M. J., Godenschwege, T., Zhang, B., Freeman, M. R., Waddell, S. . Drosophila Neurobiology. , 215-224 (2010).
- Blagburn, J. M., Alexopoulos, H., Davies, J. A., Bacon, J. P. Null mutation in shaking-B eliminates electrical, but not chemical, synapses in the Drosophila giant fiber system: a structural study. J. Comp. Neurol. 404, 449-458 (1999).
- Thomas, J. B., Wyman, R. J. Mutations altering synaptic connectivity between identified neurons in Drosophila. J. Neurosci. 4, 530-538 (1984).
- Baird, D. H., Schalet, A. P., Wyman, R. J. The Passover locus in Drosophila melanogaster: complex complementation and different effects on the giant fiber neural pathway. 유전학. 126, 1045-1059 (1990).
- Gorczyca, M., Hall, J. C. Identification of a cholinergic synapse in the giant fiber pathway of Drosophila using conditional mutations of acetylcholine synthesis. J. Neurogenet. 1, 289-313 (1984).
- Allen, M. J., Murphey, R. K. The chemical component of the mixed GF-TTMn synapse in Drosophila melanogaster uses acetylcholine as its neurotransmitter. The European journal of neuroscience. 26, 439-445 (2007).
- Mejia, M. A novel approach for in vivo screening of toxins using the Drosophila Giant Fiber circuit. Toxicon. 56, 1398-1407 (2010).
- Stork, T. Organization and function of the blood-brain barrier in Drosophila. J. Neurosci. 28, 587-597 (2008).
