テトロドトキシン耐性ナトリウム チャネルを用いたショウジョウバエのシナプス接続を調べる

神経科学の主な目標は、回路を介して情報の流れを理解するニューロン間の接続をマップすることです。多数のアプローチおよびリソース モデル システム^1,2の範囲で神経細胞間の機能的結合をテストする利用可能となっています。電気生理学を使用して最も正確な配線図を生成するには、2 つのセル間の観察された接続が直接と間接とシナプス シナプスであるかどうかを解決することが重要です。哺乳類細胞におけるこの区別を作るためのゴールド スタンダードは、シナプス前の細胞の 1 つの action potentials と 2 番目のニューロンに興奮性シナプス電流 (工) の発症との間の待機時間を計測することです。短い待機時間は数ミリ秒と変動の少ない³シナプスの接続が必要です。長い電位シナプス コンダクタンスと記録間隔による検出の遅れを引き起こしている体細胞記録サイトどころか、樹状突起でシナプスがありますのでこのアプローチは無脊椎動物の神経細胞に複雑なすることができます。電極。このような遅延は、ポリ – シナプス貢献対に関するあいまいさを導入できます。さらに、小さなシナプス イベントは体性録音のサイトに到達する前に腐るかもしれないし、強いシナプス前の活動を運転はヒヨコ イベントを採用する可能性が高い。

様々 な技術は、無脊椎動物のシナプス接続をテストするために開発されています。1 つのアプローチは、過剰の Mg^{+ +} , Ca^{+ +}を含む高二価陽イオン溶液 (やあ Di) を使用します。このソリューションでは、削減の放出確率とシナプス入力^4、5の検出を支持する活動電位のしきい値を増加シナプス接続をブロックします。必要な Ca +⁺ +⁺ Mg の正確な比率を決定するただし、簡単ではありません、ヒヨコの貢献は均一で適度な刺激⁶持続可能性があります。シナプス シナプス接続⁷を推論するは、前及びシナプス後膜間の近接の GFP 再構成間シナプス パートナー (把握) と呼ばれる別のアプローチを活用します。ここでは、緑色蛍光タンパク質 (GFP) のコンポーネントは、1 つのニューロンで表され、分子の相補的なフラグメントは推定シナプス パートナーで表されます。蛍光の存在は、2 つのニューロン GFP 分子の再構成を許可するように十分に近い近接は、シナプスの存在を意味することを示します。把握報告できるシナプス虚偽、しかし、2 つのセルが密接に神経や束のように膜をあてる場合。把握の亜種はシナプトブレビン、アクティブなシナプス⁸時のみ再構成がように直接に GFP のシナプス前のフラグメントをテザリングでこのような偽陽性を排除します。把握とその亜種は、ショウジョウバエ中枢神経系の機能的結合を決定するのに尽力されている、いくつかの接続が見えるようにすることによって把握前及びシナプス後のパートナーとの間の距離が比較的大きい場合。これは特にニューロモデュレーション⁹または gaba 作動性抑制¹⁰に関連付けられているボリューム伝送の評価に関連します。

ここでは、補完・新規技術を示すショウジョウバエ中枢神経系に直接シナプス接続をテストするため。このメソッドと呼ばれるテトロドトキシンに設計された抵抗のプロービング シナプス (テレピン油)、フグ毒 (TTX) の共発現で機能-耐性ナトリウム チャネル、NaChBac、および推定から録音中のシナプス前細胞の光遺伝学的活性化シナプス パートナー⁹。、TTX 存在下で NaChBac を表現する以外の細胞で活動電位を介したすべての活動は抑制されます。NaChBac チャネル選択的に対象となるシナプス前セル光誘発のシナプス伝達を許可の興奮性を復元します。このメソッドは、接続はシナプス回路を採用の確率を削減しながら体の記録によって postsynaptically 解決できるようにシナプス前ニューロンの強力な活性化を許可します。重要なは、この手法はボリューム伝送の検討を許可し、回路を通して単一ニューロンからリリースされた送信機の広がりを明らかにします。また、テレピン油は、従来の薬理学を通じた接続の化学的性質を明らかにできます。テレピン油は TTX を区別しないナトリウム チャンネルの遺伝子組換え発現を可能にするモデルにおける使用に適しています。