Optogenetic Stimulering av Escape Beteende i

Ett växande antal genetiskt kodade verktyg blir tillgängliga som tillåter icke-invasiv manipulation av den neurala aktiviteten av specifika nervceller i Drosophila melanogaster ^1. Ledande bland dessa är optogenetic verktyg, som gör det möjligt att aktivera eller tysta specifika nervceller i den intakta och fritt rörliga djur med starkt ljus. Channelrhodopsin (ChR2) är en ljusaktiverat katjon kanal som, när den aktiveras av blått ljus, orsakar depolarisation av nervceller som uttrycker den. ChR2 har varit effektivt för att identifiera neuroner kritiska för specifika beteenden, t.ex. CO ₂ undvikande, snabel förlängning och jätte-fiber-medierad reaktion vid oväntade yttre ^2-4. Eftersom de intensiva ljuskällor som används för att stimulera ChR2 också stimulera fotoreceptorer, har dessa optogenetic tekniker inte tidigare använts i det visuella systemet. Här kombinerar vi en optogenetic förhållningssätt med en mutation som försämrar ljusöverledningen till demonstrate att aktivering av ett kluster av vävstol känsliga nervceller i flugans optiska lob, Foma-1 neuroner, kan köra en flykt beteende för att undvika kollision. Vi använde en nollallel av en kritisk komponent i ljusöverledningen kaskad, till fosfolipas C-β, som kodas av norpA genen, göra flyger blinda och även använda Gal4-UAS transkriptionsaktivator för att driva uttryck av ChR2 i Foma-1 neuroner. Enskilda flugor placeras på en liten plattform omgiven av blå lysdioder. När lysdioderna är tända, den flyger snabbt start till flygning, på ett sätt som liknar visuellt driven vävstolen-fly beteende. Vi tror att denna teknik lätt kan anpassas för att undersöka andra beteenden i fritt rörliga flugor.