Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliği gereklidir. Oturum açın veya ücretsiz deneme sürümünü başlatın.
Method Article
Bu makale, hem dişiler hem de erkekler de dahil olmak üzere çeşitli sivrisinek cinslerinde başarılı ve düşük gürültülü elektroantennogramlar için adım adım bir protokolü detaylandırmaktadır.
Dişi sivrisinekler dünyadaki en ölümcül hayvanlardır ve bir kan unu alırken ilettikleri patojenler nedeniyle her yıl 1 milyondan fazla insanın hayatını iddia etmektedir. Beslenecek bir konakçı bulmak için, sivrisinekler görsel, mekanik, termal ve koku alma dahil olmak üzere çok çeşitli duyusal ipuçlarına güvenirler. Çalışma, araştırmacıların sivrisineklerin bireysel kimyasalları ve kimyasalların karışımlarını konsantrasyona bağlı bir şekilde tespit edip edemeyeceğini değerlendirmelerini sağlayan bir teknik olan elektroantennografiyi (EAG) detaylandırıyor. Gaz kromatografisi (GC-EAG) ile birleştiğinde, bu teknik antenleri tam bir kafa boşluğu / karmaşık karışıma maruz bırakmaya izin verir ve ilgili numunede hangi kimyasalların bulunduğunu sivrisineklerin tespit edebileceğini belirler. Bu, konakçı vücut kokularının yanı sıra bitki çiçek buketleri veya diğer ekolojik olarak ilgili kokular (örneğin, yumurtlama bölgeleri koku vericileri) için de geçerlidir. Burada, uzun süreli hazırlık duyarlılığı süresine izin veren ve Aedes, Culex, Anopheles ve Toxorhynchites sivrisinekleri de dahil olmak üzere birden fazla cinsten hem dişi hem de erkek sivrisineklere uygulanabilir bir protokol tanımladık. Koku alma, sivrisinek-konakçı etkileşimlerinde ve genel olarak sivrisinek biyolojisinde önemli bir rol oynadığından, EAG'ler ve GC-EAG, yeni hastalık vektör kontrol stratejilerinin (örneğin, yemler) geliştirilmesi için ilgi çekici bileşikleri ortaya çıkarabilir. Davranışsal analizlerle tamamlandığında, her kimyasalın değeri (örneğin, çekici, kovucu) belirlenebilir.
Sivrisinekler, dünyadaki en ölümcül organizmalardır, yılda bir milyondan fazla insanın hayatını iddia eder ve dünya nüfusunun yarısından fazlasını,1'i ısırırken, ilettikleri patojenlere maruz kalma riskine sokarlar. Bu böcekler, beslenecek bir konakçı (hem bitki hem de hayvan) bulmak, çiftleşmek ve yumurtlamak ve hem larva hem de yetişkin aşamalarında avcılardan kaçınmak için çok çeşitli ipuçlarına (yani termal, görsel, mekanik, koku alma, işitsel) güvenir 2,3. Bu duyular arasında, koku alma yukarıda belirtilen davranışlarda, özellikle koku verici moleküllerin orta ila uzun menzilli tespiti için kritik bir rol oynar 2,3. Bir konakçı veya bir yumurtlama bölgesi tarafından yayılan kokular, sivrisinek palps hortumu, tarsi ve anten2,3 üzerinde bulunan çeşitli spesifik koku alma reseptörleri (örneğin, GR'ler, OR'lar, IR'ler) tarafından tespit edilir.
Koku alma, konakçı arama (bitki ve hayvan), çiftleşme ve yumurtlama davranışlarının önemli bir bileşeni olduğundan, sivrisinek kontrolü için yeni araçlar geliştirmek üzere çalışmak için ideal bir hedef oluşturur4. Kovucular (örneğin, DEET, IR3535, picaridin) ve yemler (örneğin, BG sentinel insan cazibesi) üzerine yapılan araştırmalar son derece üretkendir5, ancak sivrisinek kontrolündeki mevcut zorluklar nedeniyle (örneğin, böcek ilacı direnci, istilacı türler), sivrisinek biyolojisi tarafından bilgilendirilen yeni etkili kontrol yöntemleri geliştirmek esastır.
Sivrisineklerdeki bileşiklerin veya bileşik karışımlarının biyoaktivitesini değerlendirmek için birçok teknik (örneğin, olfaktometre, iniş tahlilleri, elektrofizyoloji) kullanılmıştır. Bunlar arasında, koku vericilerin sivrisinek antenleri tarafından tespit edilip edilmediğini belirlemek için elektroantennografi (veya elektroantennogramlar (EAG'ler)) kullanılabilir. Bu teknik başlangıçta Schneider6 tarafından geliştirilmiştir ve o zamandan beri güveler 7,8,9, bombus arıları 10,11, bal arıları 12,13 ve meyve sinekleri14,15 dahil olmak üzere birçok farklı böcek cinsinde kullanılmıştır. Elektroantennografi ayrıca sivrisineklerde tek veya çoklu antenler de dahil olmak üzere çeşitli protokoller kullanılarak kullanılmıştır 16,17,18,19,20,21,22,23,24,25.
Sivrisinekler oldukça ince antenli nispeten küçük ve hassas böceklerdir. EAG'leri güveler veya bombus arıları gibi daha büyük böcekler üzerinde gerçekleştirmek, daha büyük boyutları ve daha kalın antenleri nedeniyle nispeten kolay olsa da, sivrisineklerde EAG'lerin iletilmesi zor olabilir. Özellikle, iyi bir sinyal-gürültü oranının korunması ve kalıcı bir yanıt hazırlığı, verilerin tekrarlanabilirliği ve güvenilirliği için iki ana gereksinimdir.
Burada önerilen düşük gürültülü EAG'ler için adım adım kılavuz, doğrudan bu sınırlamalara çözümler sunar ve bu protokolü Aedes, Anopheles, Culex ve Toxorhynchites dahil olmak üzere çeşitli cinslerden çeşitli sivrisinek türlerine uygulanabilir hale getirir ve hem dişiler hem de erkekler için tekniği açıklar. Elektroantennografi, davranışsal testlerle değerlik belirlendikten sonra yem gelişiminde kullanılabilecek biyoaktif bileşikleri taramak ve belirlemek için hızlı ama güvenilir bir yol sunar.
1. Tuzlu su çözeltisi hazırlama
2. Koku hazırlama ve depolama
3. Sivrisinek ayırma
4. Elektrot tutucu ve kılcal preparat
5. EAG teçhizat hazırlığı (Şekil 1)
6. Sivrisinek kafası hazırlama ve montajı (Şekil 2)
7. Kayıtlar
8. Temizlik
9. Veri analizleri
Elektroantennografi, bir kimyasal veya kimyasal karışımın bir böcek anteni tarafından tespit edilip edilmediğini belirlemek için güçlü bir araçtır. Ayrıca, kademeli bir konsantrasyon artışı kullanarak belirli bir kimyasalın tespit eşiğini belirlemek için de kullanılabilir (yani, doz eğrisi yanıtı, Şekil 4B). Ayrıca, kovucunun konakçı ile ilgili kokulara verilen yanıt üzerindeki etkilerini test etmek yararlıdır29.
Koku alma aracılı davranışlar, fizyolojik (örneğin, yaş, günün saati) ve çevresel (örneğin, sıcaklık, bağıl nem) dahil olmak üzere birçok faktörden etkilenir30. Bu nedenle, EAG'leri yürütürken, aynı fizyolojik durumda olan böceklerin kullanılması (yani, yaşın izlenmesi, açlık, çiftleşme)31 ve ayrıca kurumayı önlemek için preparatın etrafında sıcak ve nemli bir ortam sağlamak esastır. 25 °C civarında bir sıcaklık idealdir ve ana h...
Yazarın açıklayacak hiçbir şeyi yok.
Dr. Clément Vinauger ve Dr. Jeffrey Riffell'e yararlı tartışmalar için minnettarım. Aşağıdaki reaktifler BEI Resources, NIAID, NIH aracılığıyla elde edilmiştir: Mark Q. Benedict'in katkıda bulunduğu Anopheles stephensi, Strain STE2, MRA-128; Aedes aegypti, Strain ROCK, MRA-734, David W. Severson'ın katkılarıyla; Culex quinquefasciatus, Suş JHB, Yumurtalar, NR-43025. Yazar, Culex quinquefasciatus ve Anopheles stephensi (suş: Liston) sivrisinek yumurtaları sağladıkları için Dr. Jake Tu, Dr. Nisha Duggal, Dr. James Weger ve Jeffrey Marano'ya teşekkür eder. Aedes albopictus ve Toxorhynchites rutilus septentrionalis , yazar tarafından New River Valley bölgesinde (VA, ABD) toplanan tarla sivrisineklerinden türetilmiştir. Bu çalışma Biyokimya Bölümü ve Fralin Yaşam Bilimleri Enstitüsü tarafından desteklenmiştir.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Air table Clean Bench | TMC | https://www.techmfg.com/products/labtables/cleanbench63series/accessoriess | Noise reducer |
Analog-to-digital board | National Instruments | BNC-2090A | |
Benchtop Flowbuddy Complete | Genesee Scientific | 59-122BC | To anesthesize mosquitoes |
Borosillicate glass capillary | Sutter Instrument | B100-78-10 | To make the recording and references capillaries |
Chemicals | Sigma Aldrich | Benzaldehyde: 418099-100 mL; Butyric acid: B103500-100mL; 1-Hexanol: 471402-100mL; Mineral oil: M8410-1L | Chemicals used for the experiments presented here |
CO2 | Airgas or Praxair | N/A | To anesthesize mosquitoes |
Cold Light Source | Volpi | NCL-150 | |
Disposable syringes | BD | 1 mL (309628) / 3 mL (309657) | |
Electrode cables | World Precision Instruments | 5371 | |
Electrode gel salt free | Parkerlabs | 12-08-Spectra-360 | |
Faraday cage | TMC | https://www.techmfg.com/products/electric-and-magnetic-field-cancellation/faradaycages | Noise reducer |
Flowmeters | Bel-art | 65 mm (H40406-0010) / 150 mm (H40407-0075) | One of each |
GCMS vials and caps | Thermo-fisher scientific | 2-SVWKA8-CPK | To prepare odorant dilutions |
Glass syringes (Fortuna) | Sigma Aldrich | Z314307 | For odor delivery to the EAG prep |
Humbug | Quest Scientific | http://www.quest-sci.com/ | Noise reducer |
2 mm Jack Holder, Narrow, 90 deg., With Wire | A-M Systems | 675748 | Electrode holder |
Magnetic bases | Kanetec | MB-FX | x 2 |
MATLAB + Toolboxes | Mathworks | https://www.mathworks.com/products/matlab.html | For delivering the pulses |
Medical air | Airgas or Praxair | N/A | For main airline |
Microscope | Nikkon | SMZ-800N | |
Micromanipulators Three-Axis Coarse/Fine Compact Micromanipulator | Narishige | MHW-3 | x 2 |
Microelectrode amplifier with headstage | A-M Systems | Model 1800 | |
Mosquito rearing supplies | Bioquip | https://www.bioquip.com/Search/WebCatalog.asp | |
Needles | BD | 25G (305127) / 21G (305165) | |
Pasteur pipettes | Fisher Scientific | 13-678-6A | For odor delivery to the EAG prep |
PTFE Tubing of different diameters | Mc Master Carr | N/A | To connect solenoid valve, flowmeter, airline ect. |
30V/5A DC Power Supply | Dr. Meter | PS-305DM | |
R version 3.5.1 | R project | https://www.r-project.org/ | For data analyses |
Relay for solenoid valve | N/A | Custom made | |
Silver wire 0.01” | A-M Systems | 782500 | |
Solenoid valve (3-way) | The Lee Company | LHDA0533115H | |
WinEDR software | Strathclyde Electrophysiology Software | WinEDR V3.9.1 | For EAG recording |
Whatman paper | Cole Parmer | UX-06648-03 | To load chemical in glass syringe / Pasteur pipette |
Bu JoVE makalesinin metnini veya resimlerini yeniden kullanma izni talebi
Izin talebiThis article has been published
Video Coming Soon
JoVE Hakkında
Telif Hakkı © 2020 MyJove Corporation. Tüm hakları saklıdır