Анализ Synaptic модуляция<em> Дрозофилы</em> Фоторецепторы после экспозиции продолжительному воздействию света

Модуляция синаптической функции способствует замечательной способности нервной системы, чтобы точно реагировать или адаптации к изменению внешних стимулов. Регулировка пресинаптического вероятность выхода пузырек является одним из способов управления синаптическую силу ^1. Synaptic релиз везикулы происходит в активной зоне (АЗ), специализированной области пресинаптической мембраны ^2. АЗ характеризуется кассетой специфических белков ^{3, 4.} Большинство белков , способствующих сборке AZ высоко консервативны у нематод, насекомых и млекопитающих ^5. Недавние исследования показали, что уровень активности нейронов регулирует молекулярный состав АЗ, что в свою очередь способствует регуляции функционального выхода в пробирке и в естественных условиях ^{6, 7,}> 8. Ранее мы обнаружили , что фоторецепторов AZS подвергаются молекулярной ремоделирования у дрозофилы после продолжительного воздействия естественного окружающего света ^9. В этом состоянии, мы обнаружили, что количество Bruchpilot (BRP) -положительным AZS была снижена в фоторецепторных аксонов.

БРП / CAST / семьи ELKS белки являются основными строительными блоками AZS в позвоночных и беспозвоночных синапсах ^10. В BRP мутантов Drosophila, вызванных релиз везикулы подавляется ^{11, 12.} 17 С-концевые аминокислотные остатки BRP имеют важное значение для синаптической везикулы кластеризацию в Drosophila нервно – мышечном соединении (НМС) , ^{13, 14.} Эти исследования показали центральную роль этой молекулы в организации и функции AZ. С помощью недавно разработанного генетического инструмента, Synaptic мечения с рекомбинацией (СтАР), BRPможно наблюдать в естественных условиях в конкретных типах клеток, на эндогенные уровни экспрессии и в одном разрешении синапса ^15. Этот инструмент делает возможным оценить эндогенные динамику синапсов количественно в сложной центральной нервной системы.

Там было несколько исследований, в том числе синапсов количественными на основе данных, полученных из конфокальной микроскопии. Синаптические изменения были оценены путем измерения длины, площади, объема, плотности и подсчета числа, основанные на сложных программных приложений. Например, бесплатное программное обеспечение ImageJ предоставляет метод для количественного определения общей синаптической области и меры синаптической плотности в Drosophila NMJ ^16. Число колокализации участков до и постсинаптических маркеров были количественно с помощью плагина "Puncta Analyzer" , доступных на ImageJ программной платформы ^17. С другой стороны, несколько парПрограмма на основе adigm числовая вычислительная среда, синапс детектор (Synd), может автоматически отслеживать дендритов нейронов , меченных флуоресцентным маркером, а затем квантифицирует синаптические уровни белка в зависимости от расстояния от тела ¹⁸ клеток. Программное обеспечение Synaptic Puncta анализ (SynPAnal), был разработан для проведения экспресс-анализа 2D-изображений нейронов, полученных из конфокальной или флуоресцентной микроскопии. Основная функция этого программного обеспечения является автоматическое и быстрое количественное определение плотности и интенсивности белка Puncta ^19. В последнее время , автоматический алгоритм обнаружения синапс обучения на основе был создан для количественного определения синаптической числа в 3D ^20, воспользовавшись 3D визуализации-Assisted анализа (Vaa3D) программного обеспечения ^21.

Программное обеспечение для анализа коммерческих изображений также являются мощными инструментами для синаптических количественными. Например, флуоресцентномеченые рецепторы нейротрансмиттеров или пресинаптический компонент АЗ измерялись количественно в трех измерениях с разрешением одного синапса в C. Элеганс ²² или обоняния дрозофила ^{23, 24,} позволяя сотни синапсов, быстро охарактеризовать в пределах одного образца.

Здесь мы представляем метод с помощью специального программного обеспечения для анализа изображений плагин реализован в несколько парадигм численного вычислительной среды, которая позволяет анализировать полуавтоматически несколько аспектов AZS, в том числе их количество, распределение и уровень обогащения молекулярных компонентов в нажатия кнопки АЗ. Таким образом, этот комплексный анализ позволил нам оценить динамику синаптических компонентов в аксонов терминалов в различных экологических условиях. Мы исследовали влияние освещенности на выходных синапсах взрослых фоторецепторов мух. Процедура выполняется в три этапа: 1)подготовка к освещённости, 2) рассечение, иммуногистохимии и конфокальной микроскопии, и 3) анализа изображений.