التسجيل الأساسي: تقنية لتحليل استجابات الخلايا العصبية الذوقية في ذبابة الفاكهة

Summary

تسمح طريقة نادرة الاستخدام للتسجيل الكهربي ، التسجيل الأساسي ، بتحليل ميزات ترميز الذوق التي لا يمكن فحصها بواسطة طرق التسجيل التقليدية. يسمح التسجيل الأساسي أيضا بتحليل استجابات الذوق للمنبهات الكارهة للماء التي لا يمكن دراستها باستخدام الطرق الكهربية التقليدية.

Abstract

تتذوق الحشرات العالم الخارجي من خلال شعر التذوق ، أو السنسيلا ، التي تحتوي على مسام في أطرافها. عندما يتلامس السنسيلوم مع مصدر غذائي محتمل ، تدخل المركبات من مصدر الغذاء عبر المسام وتنشط الخلايا العصبية بداخلها. لأكثر من 50 عاما ، تم تسجيل هذه الاستجابات باستخدام تقنية تسمى تسجيل الإكرامية. ومع ذلك ، فإن هذه الطريقة لها قيود كبيرة ، بما في ذلك عدم القدرة على قياس النشاط العصبي قبل أو بعد ملامسة التحفيز ومتطلبات أن تكون المذاق قابلة للذوبان في المحاليل المائية. نصف هنا تقنية نسميها التسجيل الأساسي ، والتي تتغلب على هذه القيود. يسمح التسجيل الأساسي بقياس نشاط الخلايا العصبية الذوقية قبل المثير وأثناءه وبعده. وبالتالي ، فإنه يسمح بتحليل مكثف لاستجابات OFF التي تحدث بعد تحفيز الذوق. يمكن استخدامه لدراسة المركبات الكارهة للماء مثل الفيرومونات طويلة السلسلة التي لها قابلية ذوبان منخفضة جدا في الماء. باختصار ، يوفر التسجيل الأساسي مزايا الفيزيولوجيا الكهربية أحادية الإحساس كوسيلة لقياس النشاط العصبي - دقة مكانية وزمانية عالية ، دون الحاجة إلى أدوات وراثية - ويتغلب على القيود الرئيسية لتقنية تسجيل الطرف التقليدية.

Introduction

تتمتع الحشرات ، بما في ذلك ذباب ذبابة الفاكهة ، بنظام طعم متطور يمكنها من استخراج المعلومات الكيميائية المعقدة من محيطها. يسمح لهم هذا النظام بتمييز التركيب الكيميائي للمواد المختلفة ، والتمييز بين تلك المغذية وتلك الضارة ^1,2.

في قلب هذا النظام توجد هياكل متخصصة تعرف باسم شعر الذوق أو السينسيلا ، وتقع في موقع استراتيجي على أجزاء مختلفة من الجسم. في ذبابة الفاكهة ، توجد هذه الحس على labellum ، وهو عضو الذوق الرئيسي لرأس الذبابة^1،2،3،4 ، وكذلك على الساقين وا....

Protocol

يتوافق البروتوكول التالي مع جميع إرشادات رعاية بجامعة ييل.

1. الذباب

1. ضع 10-15 ذبابة ناشئة حديثا في قوارير استزراع قياسية جديدة عند 25 درجة مئوية ورطوبة نسبية 60٪ في دورة 12:12 ساعة من الضوء والظلام.
2. استخدم الذباب عندما يكون عمره 3-7 أيام.

2. المنبهات الحسية الكيميائية

1. الحصول على المحفزات الحسية الكيميائية من أعلى نقاء متاح. قم بتخزينها على النحو الموصى به من قبل البائع حتى الاستخدام.
2. قم بإذابة المنبهات الحسية الكيميائية وخفف إلى التركيزات المطلوبة في الماء أو مذيب آخر مرغوب فيه وغير سام مثل زيت البارافين. حرك المحاليل المعدة لمدة لا ت....

النتائج

يوضح الشكل 4 أ طفرات عفوية تنشأ من الحس. وهي تنقسم إلى فئتين بناء على السعة، حيث تستمد المسامير الأكبر من الخلية العصبية الحساسة للمركبات المريرة، والارتفاعات الأصغر من الخلية العصبية التي تستجيب للسكريات. تم تأكيد العلاقة بين سعة السنبلة والخصوصية الوظيفية من خلال التجا?.......

Discussion

في التسجيلات من بعض أنواع الحساسية، قد يكون من الصعب التمييز بين طفرات الخلايا العصبية المختلفة. على سبيل المثال ، تنتج الخلايا العصبية السكرية والخلايا العصبية الحسية الميكانيكية في S و I sensilla طفرات ذات سعات مماثلة ، مما يجعل من الصعب تمييزها ^4,14. نجد أن است?.......

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
Microscope	Olympus	BX51WI	equipped with a 50X objective (LMPLFLN 50X, Olympus) and 10X eyepieces.
Antivibration Table	TMC	63-7590E
motorized Micromanipulators	Harvard Apparatus and Märzhäuser Micromanipulators	Micromanipulator PM 10 Piezo Micromanipulator
manual Micromanipulators	Märzhäuser Micromanipulators	MM33 Micromanipulator
Magnetic stands	ENCO	Model #625-0930
Reference  and recording Electrode Holder	Ockenfels Syntech GmbH
Stimulus glass capillary Holder	Ockenfels Syntech GmbH
Universal Single Ended Probe	Ockenfels Syntech GmbH
4-CHANNEL USB ACQUISITION CONTROLLER , IDAC-4	Ockenfels Syntech GmbH
Stimulus Controllers	Ockenfels Syntech GmbH	Stimulus Controller CS 55
Personal Computer	Dell	Vostro	Check for compatibility with digital acquisition system and software
Tungsten Rod	A-M Systems	Cat#716000
Aluminum Foil and/or Faraday Cage			Electromagnetic noise shielding
Borosilicate Glass Capillaries	World Precision Instruments	1B100F-4
Pipette Puller	Sutter Instrument Company	Model P-97 Flaming/Brown Micropipette Puller
Stereomicroscope	Olympus	VMZ 1x-4x	For fly preparation
p200 Pipette Tips			Generic
Microloader tips	Eppendorf	E5242956003
1 ml Syringe			Generic
Crocodile clips
Power Transformers	STACO ENERGY PRODUCTS	STACO 3PN221B	Assembled from P1000 pipette tips, flexible plastic tubing, and mesh
Modeling Clay			Generic
Forceps			Generic
Plastic Tubing	Saint Gobain	Tygon S3™ E-3603
Standard culture vials	Archon Scientific		Narrow 1-oz polystyrene vails, each with 10 mL of glucose medium, preloaded with cellulose acetate plugs
Berberine chloride (BER)	Sigma-Aldrich	Cat# Y0001149
Denatonium benzoate (DEN)	Sigma-Aldrich	Cat# D5765
N,N-Diethyl-m- toluamide (DEET)	Sigma-Aldrich	Cat# 36542