黑腹果蝇神经回路光遗传学作的行为测定

我们的研究使用光遗传学工具来研究黑腹果蝇中的神经回路如何控制趋热和妊娠等行为。通过用光控制特定的神经元，我们的目标是了解这些回路如何驱动感觉反应并高精度地影响决策。光遗传学是神经科学中一项有价值的技术，它利用光提供对神经活动的精确控制。

在黑腹果蝇中，CsChrimson 和 GtACR2 等工具能够靶向激活和抑制神经元。这些工具使研究人员能够纵神经回路、研究行为并探索高度特异性的传感器反应。我们的协议提供了一种简单、经济高效且可重复的果蝇光遗传学作方法。

它使用市售材料，使其可以在资源有限的实验室和教室中使用。这些方法还具有很强的适应性，能够以最小的技术挑战研究吸引和回避行为。首先，获得雄性和雌性果蝇，在加热细胞中表达 GtACR2。

将两块钢板对齐在单独的热板上，使它们的边缘相交。在上面放置塑料片保护器并用胶带固定，以尽量减少移动。现在，将一张白纸放在保护膜上以减少背景噪声信号，并在白纸上放一个透明的塑料盖。

然后在聚苯乙烯泡沫盒的底部切一个孔，以容纳相机和蓝光，距离实验表面约 12 厘米。调整摄像头和蓝光的位置，以最大限度地减少眩光，同时确保激活。将相机设置为以 1 秒延时拍摄、窄视场和 4， 000 x 3， 000 像素的分辨率进行录制。

调整加热板设置，使相应钢板的表面温度保持在 25 摄氏度以上或负下 1 摄氏度和 31 摄氏度以上或负 1 摄氏度。在每次试验前后使用表面温度探头监测钢板的温度。接下来，将塑料盖放在 25 摄氏度的钢板上。

现在，使用苍蝇吸吸器，轻轻释放盖子下的一只苍蝇。将盒子放在实验区域上方，以产生低于 10 勒克斯的昏暗光线，并让苍蝇适应一分钟。驯化期过后，提起箱子并快速调整塑料盖，使盖子的中心与钢板边界对齐。

开始试用，打开相机和 20 kilox 的蓝光。捕捉果蝇的活动两分钟。两分钟后，关闭相机并点亮。

使用吸气器处理苍蝇。麻醉在冰上的甜味受体神经元中表达 CsChrimson 的饥饿雄性和雌性果蝇。在载玻片上涂抹 7 到 10 小点胶水。

将一个苍蝇腹侧朝上放在每个胶点上，确保胸部和翅膀接触胶水以尽量减少移动。将机翼向两侧扇出，以增加粘合表面积。将湿纸巾放入湿度箱中，然后将玻片转移到湿度箱中。

恢复两小时后，将载玻片置于显微镜下。使用注射器输送一滴水来满足苍蝇，防止口渴引起的长鼻伸展。手动握住红色激光笔，以 700 勒克斯的光线照射单只苍蝇的喙或头部。

在 30 秒的窗口内通过显微镜观察长鼻伸展反应。测试光诱导的喙延伸后，检查对 4% 蔗糖的反应。在注射器针头的末端排出一滴蔗糖，并将其靠近果蝇的喙。

首先，组装用于实验的苍蝇迷宫。在黑暗或弱光条件下，将 10 只雄性和 10 只雌性表达 CsChrimson 的果蝇放入加载管中，并将其连接到保持室。倾斜电梯并轻轻敲击管子，将果蝇移入收容室。

将果蝇转移到储存室后，使用电梯将其降低到装载管和测试管孔之间。然后取下加载管。将飞行迷宫放置在距离 1， 000 毫安红色光源约 13 厘米的位置，不要打开灯。

降低升降装置，直到保温室与试管孔对齐，让苍蝇在铝箔包裹和未覆盖的试管之间自由移动。同时，打开大约 40 kilolux 的红灯以激活 CsChrimson。让苍蝇在红光曝露管和阴凉管之间选择一分钟。

一分钟后，在装载管和测试管孔之间升起升降装置。从每个试管中取出苍蝇。计算它们并记录数字。

每次试验后使用蒸馏水清洁飞蝇电梯和飞迷宫。在蓝光、光遗传学、趋热、位置偏好测定中，果蝇在对照条件下避开了 31 摄氏度的一侧，而在补充 ATR 的蓝光下，果蝇在 25 到 31 摄氏度之间没有表现出偏好，表明通过 GtACR2 激活抑制了 HC 神经元。在对照条件下，果蝇表现出最小的喙延伸反应，而补充 ATR 的红光激活导致显着的喙延伸，表明 CsChrimson 激活了甜美感应神经元。

在红光、光遗传学、果蝇迷宫测定中，对照组没有表现出偏好，而补充 ATR 的红光激活导致果蝇避开未覆盖的管子，表明 CsChrimson 激活了苦感神经元。