Name: calcium imaging of odor-evoked responses in the drosophila antennal lobe
Uploaded: 2012-03-14T12:00:00
Duration: 9 min
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हम इस पद्धति, चित्रा 1 में योजनाबद्ध का उपयोग करने के लिए बढ़ते ब्लॉक खाका और डेनिएला Pelz ड्राइंग के लिए पाब्लो Traversa के विकास में में Silke Sachse और Beate Eisermann के स्वीकार करते हैं. हम में Silke Sachse, पवन Ramdya और पांडुलिपि पर टिप्पणियों के लिए रफएल Rytz के लिए आभारी हैं. आर बेल Boehringer Ingelheim के फाउंडेशन पीएचडी फैलोशिप द्वारा समर्थित है. आर बेंटन प्रयोगशाला में अनुसंधान स्वतंत्र शोधकर्ता अनुदान और स्विस राष्ट्रीय विज्ञान फाउंडेशन शुरू एक यूरोपीय अनुसंधान परिषद द्वारा वित्त पोषित है.

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	<li>Galizia, C. G., Rossler, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Parallel+olfactory+systems+in+insects:+anatomy+and+function.">Parallel olfactory systems in insects: anatomy and function.</a> Annu. Rev. Entomol. 55, 399-420 (2010).</li><li>Vosshall, L. B., Stocker, R. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Molecular+Architecture+of+Smell+and+Taste+in+Drosophila.">Molecular Architecture of Smell and Taste in Drosophila.</a> Annu. Rev. Neurosci. 30, 505-533 (2007).</li><li>Wilson, R. I., Mainen, Z. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Early+events+in+olfactory+processing.">Early events in olfactory processing.</a> Annu. Rev. Neurosci. 29, 163-201 (2006).</li><li>Masse, N. Y., Turner, G. C., Jefferis, G. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Olfactory+information+processing+in+Drosophila.">Olfactory information processing in Drosophila.</a> Curr. Biol. 19, 700-713 (2009).</li><li>Hansson, B. S., Anton, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Function+and+morphology+of+the+antennal+lobe:+new+developments.">Function and morphology of the antennal lobe: new developments.</a> Annu. Rev. Entomol. 45, 203-231 (2000).</li><li>Galizia, C. G., Joerges, J., Kuttner, A., Faber, T., Menzel, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+semi-in-vivo+preparation+for+optical+recording+of+the+insect+brain.">A semi-in-vivo preparation for optical recording of the insect brain.</a> J. Neurosci. Methods. 76, 61-69 (1997).</li><li>Galizia, C. 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Biol. 12, 1877-1884 (2002).</li><li>Ng, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transmission+of+olfactory+information+between+three+populations+of+neurons+in+the+antennal+lobe+of+the+fly.">Transmission of olfactory information between three populations of neurons in the antennal lobe of the fly.</a> Neuron. 36, 463-474 (2002).</li><li>Sachse, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Activity-dependent+plasticity+in+an+olfactory+circuit.">Activity-dependent plasticity in an olfactory circuit.</a> Neuron. 56, 838-850 (2007).</li><li>Pelz, D., Roeske, T., Syed, Z., de Bruyne, M., Galizia, C. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+molecular+receptive+range+of+an+olfactory+receptor+in+vivo+&#40;Drosophila+melanogaster+Or22a&#41;.">The molecular receptive range of an olfactory receptor in vivo &#40;Drosophila melanogaster Or22a&#41;.</a> J. Neurobiol. 66, 1544-1563 (2006).</li><li>Silbering, A. F., Galizia, C. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Processing+of+odor+mixtures+in+the+Drosophila+antennal+lobe+reveals+both+global+inhibition+and+glomerulus-specific+interactions.">Processing of odor mixtures in the Drosophila antennal lobe reveals both global inhibition and glomerulus-specific interactions.</a> J. Neurosci. 27, 11966-11977 (2007).</li><li>Reiff, D. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vivo+performance+of+genetically+encoded+indicators+of+neural+activity+in+flies.">In vivo performance of genetically encoded indicators of neural activity in flies.</a> J. Neurosci. 25, 4766-4778 (2005).</li><li>Abuin, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functional+architecture+of+olfactory+ionotropic+glutamate+receptors.">Functional architecture of olfactory ionotropic glutamate receptors.</a> Neuron. 69, 44-60 (2011).</li><li>Benton, R., Vannice, K. S., Gomez-Diaz, C., Vosshall, L. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Variant+ionotropic+glutamate+receptors+as+chemosensory+receptors+in+Drosophila.">Variant ionotropic glutamate receptors as chemosensory receptors in Drosophila.</a> Cell. 136, 149-162 (2009).</li><li>Pelz, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Functional characterization of Drosophila melanogaster Olfactory Receptor Neurons. , (2005).</li><li>Ai, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Acid+sensing+by+the+Drosophila+olfactory+system.">Acid sensing by the Drosophila olfactory system.</a> Nature. 468, 691-695 (2010).</li><li>Martin, J. 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D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tools+for+neuroanatomy+and+neurogenetics+in+Drosophila.">Tools for neuroanatomy and neurogenetics in Drosophila.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 105, 9715-9720 (2008).</li></ol>

लेखकों का खुलासा करने के लिए के लिए कुछ भी नहीं है.

तैयारी और विश्लेषण यहाँ वर्णित तरीकों के लिए है न्यूरॉन्स स्पर्शतंतु संबंधी पालि (OSNs, एलएन और पीएन) में जो के लिए एक संगत ड्राइवर transgene उपलब्ध है की किसी भी जनसंख्या में गंध पैदा प्रतिक्रियाओं का विश्लेषण किया जा सकता है. जब तक हम एक प्रतिदीप्ति सूक्ष्मदर्शी का उपयोग कर अपने आवेदन का वर्णन, इस तैयारी के ऑप्टिकल इमेजिंग समान रूप से 22,32 माइक्रोस्कोपी confocal या दो photon का उपयोग किया जा सकता है. दरअसल, इन बाद उपकरणों के व्यापक क्षेत्र माइक्रोस्कोपी प्रकाश बिखरने की समस्या है, जो छवियों के संकल्प को कम कर सकते हैं, खासकर जब न्यूरॉन्स व्यक्त की बड़ी संवाददाता संख्या कम. यह तैयारी आम तौर पर कम से कम आधे घंटे के लिए गंध पैदा प्रतिक्रियाओं की रिकॉर्डिंग परमिट, लेकिन इस बार काफी लंबे समय तक या कम दर्ज की माप की संख्या और लंबाई पर निर्भर करता है हो सकता है, जोखिम समय प्रत्येक फ्रेम और अंतराल अंतर प्रोत्साहन के लिए इस्तेमाल किया. इसके अलावा, दो photon उत्तेजना को कम कर सकते हैं फ्लोरोसेंट प्रतिनिधि के photobleachingorter के, के रूप में के रूप में अच्छी तरह से सेलुलर phototoxicity, लंबे समय 22,32 अवधि से अधिक माप करने की अनुमति. माइक्रोस्कोप की पसंद के बावजूद, सिर कैप्सूल के भीतर मक्खी के मस्तिष्क के आंदोलन सबसे आवर्तक समस्या है जब बरकरार पशुओं में इमेजिंग. जबकि आंदोलन सुधार के छोटे मुद्दों (5.1 कदम) को सही कर सकते हैं, यह बेहतर आमतौर पर केवल अत्यधिक स्थिर तैयारी से रिकॉर्ड है. आंदोलन कलाकृतियों को कम करने के लिए रणनीतियाँ शामिल हैं: (i) ठीक कैक्टस रीढ़ की हड्डी के साथ मक्खी की सूंड में बाधा, (ii) मंच पर उन्हें eicosane (पूर्व 2.6 कदम के लिए) (eicosane पर पिघल जा सकता है के साथ फिक्सिंग से उड़ पैर immobilizing ~~ 37 डिग्री सेल्सियस, एक चांदी का तार का उपयोग का विस्तार करने और इस प्रयोजन के लिए टांका लगाने का यंत्र) की नोक को परिष्कृत; (iii) ठीक चिमटी के साथ घुटकी (स्पर्शतंतु संबंधी नसों के बीच दिखाई दे) nicking. यहां इस्तेमाल किया जी CaMP1.6 अलावा, जी शिविर और अन्य कैल्शियम संकेतक के अनुकूलित संस्करण का एक संख्या में उपलब्ध हैं,जो उनके संकेत से शोर अनुपात, आधारभूत प्रतिदीप्ति और अस्थायी 12,28,33 गतिशीलता में अलग. सेंसर की सटीक पसंद खाते में इन गुणों के सभी न्यूरॉन्स के प्रकार का विश्लेषण किया जा करने के लिए और जैविक सवाल संबोधित किया जा रहा रखना चाहिए. वर्तमान सेंसर कैल्शियम परिवर्तन है कि कार्रवाई 12,34 क्षमता है, और उनके आगे सुधार के साथ काफी अच्छी तरह से सहसंबंधी, विशिष्ट आनुवंशिक ड्राइवर के 35 लाइनों की बढ़ती संख्या के साथ युग्मित की रिपोर्ट बरकरार मक्खी में तंत्रिका गतिविधि के ऑप्टिकल इमेजिंग की क्षमता बढ़ाने के लिए जारी रहेगा.

<table border="1"><tbody><tr><td> अभिकर्मक </td><td> प्रदायक </td><td> सूचीपत्र संख्या </td><td> टिप्पणियाँ </td></tr><tr><td> कैक्टस रीढ़ की हड्डी </td><td> गार्डन केंद्र </td><td></td><td> ~ 7mm लंबे समय पतली, लचीली भी नहीं </td></tr><tr><td> राल </td><td> स्ट्रिंग साधन की दुकान </td><td></td><td></td></tr><tr><td> दो घटक सिलिकॉन </td><td> थोक मूल्य सूचकांक </td><td> Kwik - एसआईएल </td><td></td></tr><tr><td> कस्टम plexiglass बढ़ते ब्लॉक किया </td><td> से उपलब्ध खाका <a href="http://neuro.uni-konstanz.de/jove_mountingblock_blueprint/" target="_blank">http://neuro.uni-konstanz.de/j / ove_mountingblock_blueprint</a> </td><td></td><td></td></tr><tr><td> कॉपर ग्रिड </td><td> Athene ग्रिड </td><td> G220 - 5 </td><td> इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी के नमूने के लिए आम तौर पर प्रयोग किया जाता है. </td></tr><tr><td> शिकंजा </td><td> हार्डवेयर की दुकान </p&gt; <td></td><td> 2 मिमी व्यास </td></tr><tr><td> प्लास्टिक coverslips </td><td> Plano उन्हें </td><td> L4193 </td><td> 22 x 22 मिमी </td></tr><tr><td> टांका लगाने का यंत्र युक्तियाँ </td><td> कॉनरोड इलेक्ट्रॉनिक्स </td><td> 830283-62 </td><td></td></tr><tr><td> नियमित बिजली की आपूर्ति </td><td> कॉनरोड इलेक्ट्रॉनिक्स </td><td> 511407-62 </td><td></td></tr><tr><td> पतले तार </td><td> Isabellenhütte </td><td> ईसा - ओम </td><td> 0.013 मिमी </td></tr><tr><td> Eicosane </td><td> सिग्मा </td><td> 21,927-4 </td><td></td></tr><tr><td> माइक्रोस्कोप </td><td> Zeiss </td><td> Axioexaminer D1 </td><td></td></tr><tr><td> सीसीडी कैमरा </td><td> Visitron </td><td> CoolSnap मुख्यालय </td><td></td></tr><tr><td> Metafluor </td><td> Visitron </td><td></td><td> अधिग्रहण सॉफ्टवेयर </td></tr><tr><td> Monochromator </td><td> Visitron </td><td> Visichrome </td&gt; <td></td></tr><tr><td> भंगुर ब्लेड </td><td> ठीक विज्ञान उपकरण </td><td> 10050-00 </td><td></td></tr><tr><td> ब्लेड के लिए धारक </td><td> थोक मूल्य सूचकांक </td><td> 14,134 </td><td></td></tr><tr><td> नीलम ब्लेड </td><td> थोक मूल्य सूचकांक </td><td> 500,314 </td><td> डबल ब्लेड 1mm धार </td></tr><tr><td> झिल्ली गैस पंप </td><td> KNF Neuberger एजी </td><td> एन एम पी 830 KVE </td><td></td></tr><tr><td> नीलम ब्लेड धारक </td><td> थोक मूल्य सूचकांक </td><td> ५,००,३१७ </td><td></td></tr><tr><td> तीन तरह वाल्व </td><td> ली कंपनी </td><td> LFAA1200118H </td><td> विन्यास ई </td></tr><tr><td> Rotameter 500 मिलीग्राम / मिनट </td><td> विश्लेषणात्मक - MTC </td><td> 112 - 08SA </td><td></td></tr><tr><td> Rotameter 5 / एल मिनट </td><td> विश्लेषणात्मक - MTC </td><td> 102 08SA </td><td></td></tr><tr><td> मोम </td><td> Siladent टेक्निक </td><td> +२,०९,२१२ </td><td>; </td></tr><tr><td> सेलूलोज़ पैड </td><td> KETTENBACH चिकित्सा </td><td> +३१००३ </td><td></td></tr><tr><td> चिमटी </td><td> Plano उन्हें </td><td> T5130 </td><td> डुमोंट जीव विज्ञान # 5 </td></tr><tr><td> सीरिंज </td><td> बी.डी. </td><td> 300,928 </td><td> 2ml, Discardit द्वितीय, 2pieces </td></tr><tr><td> सुई </td><td> ब्रौन Sterican </td><td> 4665120 </td><td> 1.2mm आयुध डिपो </td></tr></tbody></table>

calcium imaging of odor-evoked responses in the drosophila antennal lobe

The antennal lobe is the primary olfactory center in the insect brain and represents the anatomical and functional equivalent of the vertebrate olfactory bulb1-5. Olfactory information in the external world is transmitted to the antennal lobe by olfactory sensory neurons (OSNs), which segregate to distinct regions of neuropil called glomeruli according to the specific olfactory receptor they express. Here, OSN axons synapse with both local interneurons (LNs), whose processes can innervate many different glomeruli, and projection neurons (PNs), which convey olfactory information to higher olfactory brain regions.
Optical imaging of the activity of OSNs, LNs and PNs in the antennal lobe - traditionally using synthetic calcium indicators (e.g. calcium green, FURA-2) or voltage-sensitive dyes (e.g. RH414) - has long been an important technique to understand how olfactory stimuli are represented as spatial and temporal patterns of glomerular activity in many species of insects6-10. Development of genetically-encoded neural activity reporters, such as the fluorescent calcium indicators G-CaMP11,12 and Cameleon13, the bioluminescent calcium indicator GFP-aequorin14,15, or a reporter of synaptic transmission, synapto-pHluorin16 has made the olfactory system of the fruitfly, Drosophila melanogaster, particularly accessible to neurophysiological imaging, complementing its comprehensively-described molecular, electrophysiological and neuroanatomical properties2,4,17. These reporters can be selectively expressed via binary transcriptional control systems (e.g. GAL4/UAS18, LexA/LexAop19,20, Q system21) in defined populations of neurons within the olfactory circuitry to dissect with high spatial and temporal resolution how odor-evoked neural activity is represented, modulated and transformed22-24.
Here we describe the preparation and analysis methods to measure odor-evoked responses in the Drosophila antennal lobe using G-CaMP25-27. The animal preparation is minimally invasive and can be adapted to imaging using wide-field fluorescence, confocal and two-photon microscopes.

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Calcium Imaging of Odor-evoked Responses in the Drosophila Antennal Lobe

हम एक स्थापित करने के लिए उपाय और रहने के antennal लोब में गंध पैदा कैल्शियम प्रतिक्रियाओं का विश्लेषण तकनीक का वर्णन<em&gt; ड्रोसोफिला मेलानोगास्टर</em&gt;.

गंध - पैदा प्रतिक्रियाएँ में कैल्शियम इमेजिंग ड्रोसोफिला Antennal लोब

The antennal lobe is the primary olfactory center in the insect brain and represents the anatomical and functional equivalent of the vertebrate olfactory ...

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JoVE Journal

Neuroscience

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All  organisms inhabit a world full of sensory stimuli that determine their  behavioral and physiological response to their environment. Olfaction is ...

Ex Vivo Calcium Imaging for Visualizing Brain Responses to Endocrine Signaling in Drosophila

Ex Vivo Calcium Imaging for Visualizing Brain Responses to Endocrine Signaling in Drosophila

पूर्व वीवो Drosophila में अंत-स्रावी संकेत करने के लिए मस्तिष्क प्रतिक्रियाओं visualizing के लिए कैल्शियम इमेजिंग

Organ-to-organ communication by endocrine signaling, for example, from the periphery to the brain, is essential for maintaining homeostasis. As a model ...

In Vivo Optical Calcium Imaging of Learning-Induced Synaptic Plasticity in Drosophila melanogaster

In Vivo Optical Calcium Imaging of Learning-Induced Synaptic Plasticity in Drosophila melanogaster

विवो ऑप्टिकल कैल्शियम इमेजिंग में लर्निंग-प्रेरित सिंपटिक प्लास्टिकिटी में ड्रोसोफिला मेलेनोगैस्टर

Decades of research in many model organisms have led to the current concept of synaptic plasticity underlying learning and memory formation. ...

Culture of Brain Capillary Pericytes for Cytosolic Calcium Measurements and Calcium Imaging Studies

साइटोसोलिक कैल्शियम मापन और कैल्शियम इमेजिंग अध्ययन के लिए मस्तिष्क केपिलरी पेरिसिटस की संस्कृति

Pericytes are associated with endothelial cells and astrocytic endfeet in a structure known as the neurovascular unit (NVU). Brain capillary pericyte ...

In vivo Calcium Imaging of Mouse Geniculate Ganglion Neuron Responses to Taste Stimuli

वीवो कैल्शियम इमेजिंग में माउस जेनिकुलेट गैंगलियन न्यूरॉन प्रतिक्रियाओं का स्वाद उत्तेजनाओं के लिए

Within the last ten years, advances in genetically encoded calcium indicators (GECIs) have promoted a revolution in in vivo functional imaging. Using ...

In vivo Calcium Imaging in Mouse Inferior Olive

In vivo Calcium Imaging in Mouse Inferior Olive

वीवो में माउस अवर जैतून में कैल्शियम इमेजिंग

Inferior olive (IO), a nucleus in the ventral medulla, is the only source of climbing fibers that form one of the two input pathways entering the ...

Two-Photon and Wide-Field Calcium Imaging in the Superior Colliculus

Calcium Imaging in Mouse Superior Colliculus

Unveiling Neural Coding and Mechanisms of Visual Processing in the Superior Colliculus (Video) | JoVE

माउस सुपीरियर कोलिकुलस में कैल्शियम इमेजिंग

The superior colliculus (SC), an evolutionarily conserved midbrain structure in all vertebrates, is the most sophisticated visual center before the ...