塩基記録:ショウジョウバエの味覚ニューロン応答解析技術

ショウジョウバエを含む昆虫は、周囲から複雑な化学情報を抽出できる洗練された味覚システムに恵まれています。このシステムにより、さまざまな物質の化学組成を識別し、栄養価の高い物質と有害な物質を区別する^{ことができます1,2}。

このシステムの中核となるのは、味毛またはセンシラと呼ばれる特殊な構造であり、体のさまざまな部分に戦略的に配置されています。ショウジョウバエでは、これらのセンシラは、ハエの頭1,2,3,4の主要な味覚器官であるラベルと、脚と翼^1,2,5,6にあります。ラベルは吻の先端に位置し、2つの葉^4,7,8を含みます。各葉は、短、長、中間に分類される31の味覚感覚で覆われています^4,7,8。これらのセンシラは、それぞれ2〜4個の味覚ニューロン1,2,9,10を収容します。これらの味覚ニューロンは、少なくとも4つの異なる遺伝子ファミリー、すなわち味覚受容体(Gr)、イオン栄養受容体(Ir)、スリ(Ppk)、および一過性受容体電位(Trp)遺伝子^1,2,11,12,13のメンバーを発現します.この受容体とチャネルの多様性により、昆虫は、不揮発性と揮発性の両方の手がかりを含む幅広い化合物を認識する能力を備えています^1,2,14。

50年以上にわたり、科学者たちは、チップレコーディングと呼ばれる技術を使用して、味覚ニューロンとその受容体の応答を定量化してきました3,4,6,8,13,15,16,17,18,19,20,21,22,23,24 ^{、25、26、27、28、
29、30、31、32、33、34、35}。ただし、この方法には大きな制限があります。第一に、神経活動は刺激との接触中にのみ測定することができ、接触の前後には測定できない。この制限により、自発的なスパイク活動の測定が不可能になり、OFF応答の測定が妨げられます。第二に、水溶液に溶ける味覚のみをテストできます。

これらの制限は、「塩基記録」と呼ばれるめったに使用されない代替電気生理学的手法によって克服できます。ここでは、Marion-Pollら²⁴が使用した方法から採用したこの手法について説明し、¹⁴を便利に測定できるようになった重要な味覚コーディング機能を示します。