A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
* These authors contributed equally
אנו מתארים כאן שיטות להשראת וניתוח שיפוץ תלוי חוויית ריח של גלומרולי סינפטי של אונת אנטנה במוח הצעיר של דרוזופילה .
חוויה חושית של חוש הריח בשלב מוקדם גורמת לעיצוב מחדש דרמטי של גלומרולי סינפטי במוח הצעיר של דרוזופילה , שהוא תלוי מינון חווייתי, מוגבל זמנית והפיך באופן זמני רק בתקופה קריטית קצרה ומוגדרת היטב. הכיווניות של עיצוב מחדש של קישוריות סינפטית במעגל המוח נקבעת על ידי הריח הספציפי הפועל על קבוצת קולטני המשיב של נוירונים חושי ריח. באופן כללי, כל סוג נוירונים מבטא רק קולטן ריח יחיד ומעצבב גלומרולוס סינפטי ריח יחיד. במודל הגנטי של דרוזופילה , המערך המלא של גלומרולי חוש הריח מופה במדויק על ידי היענות ריחנית ותפוקות התנהגותיות. ריח אתיל בוטיראט (EB) מפעיל נוירונים קולטן Or42a המעצבבים את גלומרולוס VM7. במהלך התקופה הקריטית המוקדמת בחיים, חוויית EB מניעה סילוק סינפסות תלויות מינון בנוירונים חושי הריח Or42a. פרקי זמן מתוזמנים של חשיפה לריח EB במינון מאפשרים חקירה של גיזום קישוריות מעגלים תלויי ניסיון במוח צעיר. הדמיה במיקרוסקופ קונפוקלי של גלומרולי סינפטי של אונת אנטנה נעשית עם סמנים טרנסגניים מונעי קולטן Or42a המספקים כימות של מספר הסינפסה ונפח העצבוב. ערכת הכלים הגנטית המתוחכמת של דרוזופילה מאפשרת דיסקציה שיטתית של המנגנונים התאיים והמולקולריים המתווכים את עיצוב מחדש של מעגלי המוח.
העיצוב מחדש של מעגלי מוח צעירים במהלך החיים המוקדמים מייצג את ההזדמנות האחרונה לשינויי קישוריות סינפטיים בקנה מידה גדול כדי להתאים לסביבה המשתנה מאוד והבלתי צפויה שאליה נולד בעל חיים. כקבוצה הנפוצה ביותר של בעלי חיים, חרקים חולקים את מנגנון השימור האבולוציוני הזה, היסודי של התקופה הקריטית1. פרקי זמן קריטיים נפתחים עם תחילת הקלט החושי, מציגים שינויים הפיכים במעגל כדי לייעל את הקישוריות, ואז נסגרים כאשר כוחות הייצוב מתנגדים לשיפוץ נוסף2. חרקים מסתמכים במיוחד על מידע חושי ריח ומראים תקופה קריטית מוגדרת היטב של חוש הריח. דרוזופילה מספקת מודל גנטי מצוין לחקר תקופה קריטית תלוית ניסיון....
1. חשיפה לריח
איור 1 מראה את תהליך העבודה של חשיפה לריח, חשיפה לריחות תקופתיים קריטיים ושיטות הדמיה מוחית. הפרוטוקול מתחיל בהתאמת הגיל של הגלמים הכהים של הפאראט מיד לפני האקלוסיה (איור 1A). הגלמים מוכנסים לתאי ריח למשך 4 שעות, ואז הופכים בוגרים שזה עתה נסג.......
ניתן להשתמש בפרוטוקול החשיפה לריח והדמיית המוח המוצגים כאן כדי לגרום ולכמת באופן מהימן גיזום גלומרולי סינפטי של נוירוני חוש הריח תלויי ניסיון במהלך תקופה קריטית מוקדמת בחיים. מחקרים מוקדמים יותר שהשתמשו בפרדיגמת טיפול זו כדי לחקור שיפוץ מעגלי ריח החלו בחשיפה לריחבי.......
המחברים מצהירים כי אין אינטרסים מתחרים.
אנו מודים לחברי Broadie Lab האחרים על תרומתם רבת הערך. הדמויות נוצרו באמצעות BioRender.com. עבודה זו נתמכה על ידי מענקי המכון הלאומי לבריאות MH084989 NS131557 לק"ב.
....Name | Company | Catalog Number | Comments |
For Odor Exposure | |||
Drosophila vials | Genesee Scientific | 32-110 | |
Ethyl butyrate | Sigma Aldrich | E15701 | |
Microcentrifuge tubes | Fisher Scientific | 05-408-129 | |
Mineral oil | Sigma Aldrich | M3516 | |
Odor chambers | Glasslock | ||
Paint brushes | Winsor & Newton | Series 233 | |
Parafilm | Thermofisher | S37440 | |
Wire mesh | Scienceware | 378460000 | |
Brain Dissection | |||
Ethanol, 190 proof | Decon Labs | 2801 | Diluted to 70% |
Forceps | Fine Science Tools | 11251-30 | Dumont #5 |
Paraformaldehyde | Electron Microscope Sciences | 157-8 | Diluted to 4% |
Petri dishes | Fisher Scientific | 08-757-100B | |
Phosphate-buffered saline | Thermo Fisher Scientific | 70011-044 | Diluted to 1x |
Sucrose | Fisher Scientific | BP220-1 | |
Sylgard | Electron Microscope Sciences | 24236-10 | |
Triton-X 100 | Fisher Scientific | BP151-100 | |
Brain Immunocytochemistry | |||
488 goat anti-chicken | Invitrogen | A11039 | |
546 goat anti-rat | Invitrogen | A11081 | |
Bovine serum albumin | Sigma Aldrich | A9647 | |
Chicken anti-GFP | Abcam | 13970 | |
Coverslips | Avantor | 48366-067 | 25 x 25 mm |
Double-sided tape | Scotch | 34-8724-5228-8 | |
Fluoromount-G | Electron Microscope Sciences | 17984-25 | |
Microscope slides | Fisher Scientific | 12-544-2 | 75 x 25 mm |
Nail polish | Sally Hansen | 109 | Xtreme Wear, Invisible |
Normal goat serum | Sigma Aldrich | G9023 | |
Rat anti-CadN | Developmental Studies Hybridoma Bank | AB_528121 | |
Confocal/Analysis | |||
Any computer/laptop | |||
Confocal microscope | Carl Zeiss | Zeiss 510 META | |
Fiji software | Fiji | Version 2.14.0/1.54f |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionExplore More Articles
This article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved