Base Recording: Eine Technik zur Analyse der Reaktionen von Geschmacksneuronen in Drosophila

Zusammenfassung

Eine selten verwendete Methode der elektrophysiologischen Aufzeichnung, die Basisaufzeichnung, ermöglicht die Analyse von Merkmalen der Geschmackscodierung, die mit herkömmlichen Aufzeichnungsmethoden nicht untersucht werden können. Die Basenaufzeichnung ermöglicht auch die Analyse von Geschmacksreaktionen auf hydrophobe Reize, die mit herkömmlichen elektrophysiologischen Methoden nicht untersucht werden können.

Zusammenfassung

Insekten schmecken die Außenwelt durch Geschmackshaare oder Sensillen, die an ihren Spitzen Poren haben. Wenn ein Sensillum mit einer potenziellen Nahrungsquelle in Kontakt kommt, dringen Verbindungen aus der Nahrungsquelle durch die Pore ein und aktivieren Neuronen im Inneren. Seit über 50 Jahren werden diese Reaktionen mit einer Technik namens Trinkgeldaufzeichnung aufgezeichnet. Diese Methode hat jedoch große Einschränkungen, einschließlich der Unfähigkeit, die neuronale Aktivität vor oder nach dem Reizkontakt zu messen, und der Anforderung, dass Geschmacksstoffe in wässrigen Lösungen löslich sind. Wir beschreiben hier eine Technik, die wir Base Recording nennen und die diese Einschränkungen überwindet. Base Recording ermöglicht die Messung der Aktivität von Geschmacksneuronen vor, während und nach dem Stimulus. Auf diese Weise ermöglicht es eine umfassende Analyse von OFF-Reaktionen, die nach einem Geschmacksreiz auftreten. Es kann verwendet werden, um hydrophobe Verbindungen wie langkettige Pheromone zu untersuchen, die eine sehr geringe Löslichkeit in Wasser aufweisen. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Basenaufzeichnung die Vorteile der Einzelsensillum-Elektrophysiologie als Mittel zur Messung der neuronalen Aktivität bietet - hohe räumliche und zeitliche Auflösung, ohne dass genetische Werkzeuge erforderlich sind - und die wichtigsten Einschränkungen der traditionellen Tip-Recording-Technik überwindet.

Einleitung

Insekten, zu denen auch drosophilide Fliegen gehören, verfügen über ein ausgeklügeltes Geschmackssystem, das es ihnen ermöglicht, komplexe chemische Informationen aus ihrer Umgebung zu extrahieren. Dieses System ermöglicht es ihnen, die chemische Zusammensetzung verschiedener Substanzen zu erkennen und zwischen nahrhaften und schädlichen Substanzen zu unterscheiden ^1,2.

Das Herzstück dieses Systems sind spezialisierte Strukturen, die als Geschmackshaare oder Sensillen bekannt sind und strategisch an verschiedenen Körperteilen angeordnet sind. Bei drosophilen Fliegen befinden sich di....

Protokoll

Das folgende Protokoll entspricht allen Tierhaltungsrichtlinien der Yale University.

1. Fliegen

1. 10-15 frisch geschlüpfte Fliegen bei 25 °C und 60 % relativer Luftfeuchtigkeit in einem Hell-Dunkel-Zyklus von 12:12 Uhr in frische Standard-Kulturfläschchen legen.
2. Verwenden Sie Fliegen, wenn Sie 3-7 Tage alt sind.

2. Chemosensorische Reize

1. Erhalten Sie chemosensorische Reize von höchster verfügbarer Reinheit. Bewahren Sie sie bis zur Verwendung wie vom Verkäufer empfohlen auf.
2. Lösen Sie chemosensorische Reize auf und verdünnen Sie sie auf....

Diskussion

Bei Aufzeichnungen von einigen Arten von Sensillen kann es schwierig sein, die Spikes verschiedener Neuronen zu unterscheiden. Zum Beispiel produzieren die Zuckerneuronen und mechanosensorischen Neuronen von S- und I-Sensillen Spikes mit ähnlichen Amplituden, was es schwierig macht, sie zu unterscheiden ^4,14. Wir stellen fest, dass die Verwendung einer sehr scharfen Wolfram-Aufzeichnungselektrode das Feuern des mechanosensorischen Neurons reduziert, ebenso wie d.......

Materialien

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