A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
Photolysis של תרכובות בכלוב מאפשר ייצור של עליות מהירה מקומי בריכוז של חומרים פעילים מבחינה פיזיולוגית שונים. כאן, אנו מראים כיצד ניתן להשיג תיקון-clamp הקלטות בשילוב עם photolysis המחנה בכלוב או בכלוב Ca לחקר התמרה חוש הריח של העכבר ניתק עצב ההרחה חושית.
Photolysis של תרכובות בכלוב מאפשר ייצור של עליות מהירה מקומי בריכוז של חומרים פעילים מבחינה פיזיולוגית שונים 1. תרכובות בכלובים הם מולקולות עשה פעילות פיזיולוגית של כלוב כימי ניתן לשבור על ידי הבזק של אור אולטרה סגול. כאן, אנו מראים כיצד ניתן להשיג תיקון-clamp הקלטות בשילוב עם photolysis של תרכובות בכלוב לחקר התמרה חוש הריח של העכבר ניתק עצב ההרחה חושית. תהליך התמרה חוש הריח (איור 1) מתקיים cilia של נוירונים חושי הריח, שם odorant קשירה לקולטנים מובילה כדי להגדיל את המחנה שנפתח מחזורית נוקלאוטיד-מגודרת (CNG) בערוצים 2. כניסה Ca בערוצים מפעילה CNG Ca המופעל ערוצי Cl. אנחנו מראים איך לנתק את הנוירונים מפני אפיתל ההרחה העכבר 3 ואיך להפעיל ערוצי CNG או CA-מופעל על ידי תעלות Cl photolysis המחנה בכלוב 4 או בכלוב Ca 5 </ Sup>. אנו משתמשים מנורת פלאש 6,7 ליישם גלי אולטרה לאזור ריסי אל uncage cAMP או Ca תוך תיקון-clamp הקלטות ננקטים כדי למדוד את הזרם בתצורה מתח מהדק כל תא 8-11.
1. Instrumentation
2. Preparing solutions
Dissection
Patch-clamp recording solutions
Extracellular solutions
Intracellular solutions
Always prepare and use caged compound solutions in dim light to avoid degradation of caged compounds from ambient light. Protect containers from light using aluminum foil.
Caged cAMP:
Caged Ca:
We prepare intracellular solutions containing 3 mM DMNP-EDTA5 50% loaded with 1.5 mM Ca.
Notes: During experiments, protect caged compound solutions from light using aluminum foil and keep them on ice. Sterile filter the intracellular solution.
3. Dissociation of mouse olfactory sensory neurons
Animals were handled in accordance with the Italian Guidelines for the Use of Laboratory Animals (Decreto Legislativo 27/01/1992, no. 116) and European Union guidelines on animal research (No. 86/609/EEC).
4. Recording
5. Representative results:
You should be able to produce local uncaging of caged cAMP or of caged Ca in the ciliary region of an isolated olfactory sensory neuron and record the current response in the whole-cell voltage-clamp configuration.
Figure 4 shows a typical inward current elicited by a UV flash producing photolysis of caged cAMP, recorded at a voltage of -60 mV in the presence of an extracellular low Ca Ringer’s solution. In this condition the inward current is due to Na entry through CNG channels. The rising phase of the current was fast and was fitted by a single exponential function with a time constant of 3.4 ms.
Figure 5A-B show the responses of another olfactory sensory neuron in low Ca and in Ringer’s solution with 1mM Ca. The rising phase of the current at -60 mV became much slower and multiphasic (Figure 5 A-B). This is due to the action of Ca entering the cilia through CNG channels and activating a secondary Cl current10. The earlier cationic current component, due to activation of CNG, is smaller in 1mM Ca Ringer solution than in low Ca solution because of the block due to the permeating Ca ions that reduce the overall current.
Another way to reduce the increase of Ca in the cilia is to clamp the neuron at +60 mV (Figure 5 C-D). The rising phase of the response due to cAMP uncaging at +60 mV was well described by a single exponential with a time constant of 6.7 ms, indicating the presence of only one current component.
By photoreleasing Ca inside the cilia of an olfactory sensory neuron you should be able to measure a rapidly rising current. This current is carried by Cl ions. Figure 6 A shows inward currents at -50 mV induced by photorelease of caged Ca in response to UV flashes of different intensities. The rising phase of the Ca-activated Cl currents was well described by a single exponential with time constants varying between 3.8 to 5 ms (Figure 6 B).
Figure 1. Olfactory transduction in the cilia of olfactory sensory neurons. Odorant molecules bind to odorant receptors (OR) activating a G protein that in turns activates adenylyl cyclase (ACIII) producing an intracellular increase in cAMP. cAMP opens cyclic nucleotide-gated (CNG) channels allowing the entry of Na and Ca ions. The intracellular Ca increase activates Ca-activated Cl channels. Caged cAMP or caged Ca can be introduced in the cilia diffusing through a patch pipette. A flash of UV light produces photolysis of the caged compound (Modified, with permission, from Pifferi et al. 20062).
Figure 2. The patch-clamp recording and flash photolysis system. The set-up components include a patch-clamp amplifier, a computer, a digitizer, an epifluorescence microscope, a Xenon flash lamp, a CCD camera and a monitor. Blue and violet lines indicate respectively the visible and UV light path.
Figure 3. Xenon flash lamp. (A) Light source used for flash photolysis of caged compounds. (B) Photodiode module used to evaluate the intensity of the light flash. (C) The light guide from the flash lamp was connected to the input of the photodiode and the output was visualized onto an oscilloscope. One of the three available capacitance values (C1, C2 or C3) was selected on the front panel switch of the flash lamp and the voltage was changed turning the knob on the front panel. The output voltage from the photodiode in response to different flash intensities was plotted versus the applied voltage for each capacitance value: C1 = 1000 μF, C2 = 2000 μF, or C3 = 3000 μF. A 600 μm diameter light guide was used.
Figure 4. Patch-clamp recording in response to photolysis of caged cAMP in low extracellular Ca solution. (A) Whole-cell current response induced in an isolated olfactory sensory neuron by photolysis of caged cAMP localized to the cilia. A UV flash was released at the time indicated by the arrow. The holding potential was -60 mV. (B) The current rising phase was well fitted with a single exponential function (dotted line) with a time constant of 3.4 ms.
Figure 5. Current responses induced by photolysis of caged cAMP in low Ca and in Ringer solutions. (A) An olfactory sensory neuron was bathed in Ringer solution containing 1 mM Ca or in low Ca solution at the holding potential of -60 mV. A UV flash was released at the time indicated by the arrow. (B) Current responses plotted on an expanded timescale showed a multiphasic rising phase in Ringer, while the rising phase was well fitted with a single exponential function (dotted line) with a time constant of 3.5 ms for the response recorded in low Ca solution. (C) Currents responses from the same neuron shown in (A) bathed in Ringer’s solution at the holding potential of -60 and +60 mV. (D) Current responses plotted on an expanded timescale displayed a multiphasic rising phase at -60 mV, whereas at +60 mV the rising phase was well fitted by a single exponential with a time constant of 6.7 ms (dotted line).
Figure 6. Responses to photolysis of caged Ca. (A) Whole-cell currents induced by photolysis of caged Ca at -50 mV. UV flashes were released at the time indicated by the arrow. Flash intensities were varied with neutral density filters. (B) Expanded timescale shows the rapid increase in the current after Ca photorelease. Currents were well fitted by a single exponential function (dotted lines), with time constants of 5, 4.8, 3.8 ms. (Reproduced, with permission, from Boccaccio & Menini, 200710).
Photolysis פלאש של תרכובות בכלוב בשילוב עם תיקון-clamp ההקלטות היא טכניקה יעילה כדי להשיג קופץ מהירים מקומיים ריכוז מולקולות פעילות פיזיולוגית הן בתוך והן מחוץ לתאים. מספר סוגים של compounds1 בכלוב היה מסונתז, ואת הטכניקה הזאת ניתן ליישם סוגים שונים של תאים, כולל תאים בתרבית להב?...
אין ניגודי אינטרסים הכריז.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
ציוד | חברה | מספר קטלוגי | תגובות |
---|---|---|---|
מתאם מודול מנורת פלאש כדי מיקרוסקופ | ראפ אופטו | FlashCube 70 | |
שולחן האוויר | TMC | מיקרו גרם 63-534 | |
Digitizer | אקסון מכשירים | Digidata 1322A | |
נתונים רכישת תוכנה | אקסון מכשירים | pClamp 8 | |
ניתוח נתונים תוכנה | WaveMetrics | איגור | |
מראה מתאם עבור מודול | ראפ אופטו | M70/100 | |
מחזיק אלקטרודה | אקסון מכשירים | 1-HL-U | |
כלוב פאראדיי של | מותאמים ללקוח | ||
סנן קוביה | אולימפוס | U-MWU | פילטר עירור הוסר |
מנורת פלאש | ראפ אופטו | JML-C2 | |
מלקחיים דומון # 55 | העולם מכשירים Precision | 14099 | |
זכוכית נימי | העולם מכשירים Precision | PG10165-4 | |
בתחתית צלחת זכוכית | העולם מכשירים Precision | FD35-100 | |
הפנס | אולימפוס | הדגש 3100 | |
הפוך מיקרוסקופ | אולימפוס | IX70 | |
Micromanipulators | Luigs & נוימן | אני SM | |
Micropipette פולר | Narishige | PP-830 | |
צג | HesaVision | MTB-01 | |
הצפיפות מסננים ניטרלי | אומגה אופטי | משתנה | |
המטרה 100x | Zeiss | Fluar 440285 | או צייס או Olympus |
המטרה 100x | אולימפוס | UPLFLN 100XOI2 | או צייס או אולימפוס |
UV מסנן אופטי shortpass | ראפ אופטו | SP400 | |
Patch-clamp מגבר | אקסון מכשירים | Axopatch 200B | |
תמונה העצרת דיודה | ראפ אופטו | מחשב כף יד | |
מדריך קוורץ אור | ראפ אופטו | משתנה | אנו משתמשים בקוטר 600 מיקרומטר |
חוט כסף | העולם מכשירים Precision | AGT1025 | |
כסף הקרקע גלולה | וורנר מכשירים | 64-1309 | |
מנורת קסנון קשת | ראפ אופטו | XBL-JML |
מגיב | חברה | מספר קטלוגי |
---|---|---|
BCMCM-בכלוב cAMP | BioLog | B016 |
שור בסרום אלבומין (BSA) | סיגמא | A8806 |
CaCl2 תקן 0.1 פתרון M | Fluka | 21059 |
Ca Caged: DMNP-EDTA | Invitrogen | D6814 |
ציסטאין | סיגמא | C9768 |
Concanavalin סוג V (ConA) | סיגמא | C7275 |
CsCl | סיגמא | C4036 |
DMSO | סיגמא | D8418 |
אני DNAse | סיגמא | D4527 |
EDTA | סיגמא | E9884 |
EGTA | סיגמא | E4378 |
גלוקוז | סיגמא | G5767 |
HEPES | סיגמא | H3375 |
KCl | סיגמא | P3911 |
KOH | סיגמא | P1767 |
Leupeptin | סיגמא | L0649 |
MgCl2 | Fluka | 63020 |
Papain | סיגמא | P3125 |
פולי-L-ליזין | סיגמא | P1274 |
NaCl | סיגמא | S9888 |
NaOH | סיגמא | S5881 |
NaPyruvate | סיגמא | P2256 |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved