Este protocolo descreve gravação extracelular das respostas potenciais de ação disparados pelos neurônios do gosto labellar em Drosophila.
A resposta ao gosto periférica de insectos pode ser fortemente investigada com técnicas electrofisiológicas. O método descrito aqui permite ao pesquisador para medir as respostas gustativas diretamente e quantitativamente, refletindo a entrada sensorial que o sistema nervoso do inseto recebe estímulos do paladar em seu ambiente. Este protocolo descreve todos os passos fundamentais na realização desta técnica. Os passos críticos na montagem de um equipamento de eletrofisiologia, como seleção de equipamento necessário e um ambiente adequado para a gravação, são delineadas. Nós também descrevem como se preparar para a gravação, fazendo referência e gravação de eletrodos apropriados e soluções de saborizante. Nós descrevemos detalhadamente o método utilizado para a preparação do inseto pela inserção de um eletrodo de referência de vidro na mosca, a fim de imobilizar a tromba. Mostramos vestígios dos impulsos elétricos disparados por neurônios do gosto em resposta a um açúcar e um composto amargo. Aspectos do protocolo são as technically desafiador e que incluem uma extensa descrição de alguns desafios técnicos comuns que podem ser encontrados, como a falta de sinal ou ruído excessivo no sistema, e as possíveis soluções. A técnica tem limitações, tais como a incapacidade de proporcionar estímulos temporalmente complexos, observar fundo disparar imediatamente anterior ao estímulo de entrega, ou usar compostos de sabor insolúveis em água convenientemente. Apesar destas limitações, esta técnica (incluindo variações menores referenciados no protocolo) é um padrão, procedimento amplamente aceito para a gravação de respostas neuronais Drosophila a gosto compostos.
O sentido do gosto permite que um insecto para detectar uma vasta gama de produtos químicos solúveis e desempenha um papel importante para a aceitação de uma substância nutritiva, ou a rejeição de um nocivos ou tóxicos. Gosto também é pensado para jogar um papel na seleção de parceiros, através da detecção de feromônios 1-5. Estas funções importantes e diversificados têm feito o sistema de gosto inseto um alvo atraente de investigação sobre como os sistemas sensoriais traduzir estímulos ambientais em saídas comportamentais relevantes.
A unidade principal do sistema gosto Drosophila melanogaster é o cabelo gosto, ou sensillum. Moléculas entrar no sensillum através de uma poro na sua ponta de 2,6. Sensilas são encontrados no labellum, as pernas, a margem da asa, e a faringe 6. Por labelo, o número ea localização dos sensilla é estereotipado. Existem três classes morfológicas de sensilla com base em comprimento: o comprimento (L), intermediário (I) e curto (S ) Sensilla 7,8. Cada sensillum contém dois (I-tipo) ou quatro (L-e S-type) neurônios receptores gustativos (GRNs) 9. Diferentes GRNs respondem a diferentes tipos de estímulos do paladar: amargo, açúcar, sal e osmolaridade 7,10 e expressar diferentes subconjuntos de receptores gustativos 8,11-13. Apenas I e S-type sensilla conter GRNs amargas-responsive 8,10. O projecto GRNs para o gânglio supraesofágico (SOG) e a sua activação por moléculas de sabor é retransmitida para o sistema nervoso central mais elevada para a descodificação, resulta em uma resposta comportamental 6. O número relativamente pequeno de neurônios ea receptividade para análise molecular e comportamental tornar o sistema gosto Drosophila um excelente modelo para o estudo de sistemas gustativos em geral. A relativa facilidade com a qual o sistema pode ser manipulado através de mutação genética ou o sistema de expressão GAL4-UAS também serve como uma ferramenta valiosa 14,15.
EOR "> Porque estes sensilas sobressaem a partir da superfície do labellum, que constituem excelentes alvos para electrofisiologia. O disparo dos GRNs pode ser monitorizada usando a gravação extracelular. Historicamente, o método de gravação da parede lateral, que utiliza um eléctrodo de vidro inserido no sensillum para registar a actividade neuronal, 26 foi utilizada. No entanto, este método é tecnicamente difícil de executar, e que é difícil de gravar durante muito tempo a partir de cada preparação. método A ponta de gravação, o qual mede a resposta dos neurónios com um eléctrodo que proporciona simultaneamente um saborizante, se tornou o método de escolha 9,16. Ele tem sido utilizado para investigar o sistema de sabor de Drosophila melanogaster 8,10,17,18, bem como um número de outras espécies de insectos 19-23. Tem foi muito facilitado pelo desenvolvimento do amplificador tastePROBE, que supera uma das principais desvantagens do método de ponta de gravação, compensandoa grande diferença de potencial entre o eletrodo de referência eo inseto sensillum, permitindo que os potenciais de ação GRN a ser gravado sem amplificação excessiva ou filtragem 24. Outro desenvolvimento importante foi o uso de citrato de tricholine como eletrólito de gravação 25. TCC suprime respostas do GRN sensível ao osmolaridade e não estimula a GRN sensível ao sal, fazendo com que as respostas geradas por tastants amargo e açúcar muito mais fácil de analisar 25.Aqui nós descrevemos como gravação ponta Drosophila labellar sensilla está realizado no laboratório Carlson. Este protocolo irá explicar como criar um equipamento adequado eletrofisiologia, como preparar a voar, e como realizar gravações gustativas. Também apresentamos alguns dados representativos obtidos através da gravação de subconjuntos de Drosophila sensilla, bem como alguns problemas comuns e as possíveis soluções que podem ser encontradas ao usar estetécnica.
Sensilas Labellar variar na facilidade de gravação devido às diferenças em morfologia e organização anatómica. Às vezes, um sensillum não responder a quaisquer tastants, mesmo aquele que é conhecido por provocar uma resposta positiva. A frequência com que isso ocorre varia dependendo do tipo de sensillum. L sensilla são mais consistentemente ágil e são relativamente fáceis de acessar devido ao seu comprimento. Em geral, S sensilla são sempre sensível, mas sua curta duração e posição no labelo fazer …
The authors have nothing to disclose.
Este trabalho foi apoiado por uma concessão 1F31DC012985 predoctoral NRSA (para RD) e por concessões do NIH para JC
Gostaríamos de agradecer ao Dr. Weiss Linnea pelos comentários úteis sobre o manuscrito, o Dr. Ryan Joseph para ajuda compilando números, eo Dr. Frederic Marion-Poll para assessoria técnica útil. Gostaríamos também de agradecer as observações úteis de quatro colaboradores.
Stereo Zoom Microscope | Olympus | SZX12 DFPLFL1.6x PF eyepieces: WHN10x-H/22 | capable of ~150x magnification with long working distance table mount stand |
Anti-vibration Table | Kinetic Systems | BenchMate2210 | |
Micromanipulators | Narishige | NMN-21 | |
Magnetic stands | ENCO | Model #625-0930 | |
Reference Electrode Holder | Harvard Apparatus | ESP/W-F10N | Can be mounted on 5ml serological pipette for extended range |
Silver Wire | World Precision Instruments | AGW1510 | 0.3-0.5mm diameter |
Retort Stand | generic | ||
Outlet Plastic Tube | generic, 1cm diameter | ||
Flexible Plastic Tubing | Nalgene | 8000-0060 | VI grade 1/4 in internal diameter |
500 ml Conical Flask | generic, with side arm | ||
Aquarium Pump | Aquatic Gardens | Airpump 2000 | |
Fiber Optic Light Source | Dolan-Jenner Industries | Fiber-Lite 2100 | |
White Card/Paper | Whatman | 1001-110 | |
Digital Acquisition System | Syntech | IDAC-4 | Alternative: National Instruments NI-6251 |
Headstage | Syntech | DTP-1 | Tasteprobe |
Tasteprobe Amplifier | Syntech | DTP-1 | Tasteprobe |
Alligator Clips | Grainger | 1XWN7 | Any brand is fine |
Insulated Electrical Wire | Generic | ||
Gold Connector Pins | World Precision Instruments | 5482 | |
Personal Computer | Dell | Vostro | Check for compatibility with digital acquisition system and software |
Acquisition Software | Syntech | Autospike | Autospike works with IDAC-4; alternatively, use Labview with NI-6251 |
Aluminum Foil and/or Faraday Cage | Electro-magnetic noise shielding | ||
Borosilicate Glass Capillaries | World Precision Instruments | 1B100F-4 | |
Pipette Puller | Sutter Instrument Company | Model P-87 Flaming/Brown Micropipette Puller | |
Beadle and Ephrussi Ringer Solution | See recipe in protocol section | ||
Tricholine citrate, 65% | Sigma | T0252-100G | |
Stereo Microscope | Olympus | VMZ 1x-4x | Capable of 10x-40x magnification |
Ice Bucket | Generic | ||
p200 Pipette Tips | Generic | ||
Spinal Needle | Terumo | SN*2590 | |
1ml Syringe | Beckton-Dickenson | 301025 | |
Fly Aspirator | Assembled from P1000 pipette tips, flexible plastic tubing, and mesh | ||
Modeling Clay | Generic | ||
Forceps | Fine Science Tools By Dumont | 11252-00 | #5SF (super-fine tips) |
10ml Syringe | Beckton-Dickinson | 301029 | |
Plastic Tubing | Tygon | R-3603 |