Name: using an adapted microfluidic olfactory chip for the imaging of neuronal activity in response to pheromones in male c. elegans head neurons
Uploaded: 2017-09-07T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Using an Adapted Microfluidic Olfactory Chip for the Imaging of Neuronal Activity in Response to Pheromones in Male C. Elegans Head Neurons at JoVE.com

ברצוננו להודות מנואל הצימר סיפק לנו הקובץ הראשוני בעיצוב הותאם לשימוש עם זכרים; פרנק שרדר על סינתזה ועל אספקת ascr #3; רוס Lagoy כדי להפוך את התובנה בסיוע הדמיה וניתוח; לורה Aurilio על הזיוף הבסיס, ומי, לצד כריסטופר המצנח, תרמו הסקירה של כתב היד הזה. מימון עבור עבודה זו סופקה תחת של מכוני הבריאות הלאומיים גרנט 1R01DC016058-01 (ס), המענק הלאומית למדע CBET 1605679 (D.R.A.), ופרס בורוז Wellcome הקריירה ב מדעי ממשק (D.R.A.).

1. ייצור המכשיר הערה: ראה הפניה 1.
 הערה: תבניות בסיס סיליקון זוייפו. שימוש בטכניקות photolithographic רגיל עבור תכנים SU-8 photoresist על בסיס 1 , סיליקון 7. Photomasks עבור המתבנת וופל הודפסו ב 25,000 dpi. התכונות המכשיר הותאם זכר שבב חוש הרי...

<ol>
	<li>Lagoy, R. C., Albrecht, D. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microfluidic+Devices+for+Behavioral+Analysis,+Microscopy,+and+Neuronal+Imaging+in+Caenorhabditis+elegans.">Microfluidic Devices for Behavioral Analysis, Microscopy, and Neuronal Imaging in Caenorhabditis elegans.</a> Methods Mol Biol. 1327, 159-179 (2015).</li><li>Ben-Yakar, A., Chronis, N., Lu, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microfluidics+for+the+analysis+of+behavior,+nerve+regeneration,+and+neural+cell+biology+in+C.+elegans.">Microfluidics for the analysis of behavior, nerve regeneration, and neural cell biology in C. elegans.</a> Curr Opin Neurobiol. 19 (5), 561-567 (2009).</li><li>Chronis, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Worm+chips:+Microtools+for+C.+elegans+biology.">Worm chips: Microtools for C. elegans biology.</a> Lab on a Chip. 10 (4), 432-437 (2010).</li><li>Lee, H., Crane, M. M., Zhang, Y., Lu, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantitative+screening+of+genes+regulating+tryptophan+hydroxylase+transcription+in+Caenorhabditis+elegans+using+microfluidics+and+an+adaptive+algorithm.">Quantitative screening of genes regulating tryptophan hydroxylase transcription in Caenorhabditis elegans using microfluidics and an adaptive algorithm.</a> Integr Biol (Camb). 5 (2), 372-380 (2013).</li><li>Lockery, S. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+microfluidic+device+for+whole-animal+drug+screening+using+electrophysiological+measures+in+the+nematode+C.+elegans.">A microfluidic device for whole-animal drug screening using electrophysiological measures in the nematode C. elegans.</a> Lab Chip. 12 (12), 2211-2220 (2012).</li><li>Mondal, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Large-scale+microfluidics+providing+high-resolution+and+high-throughput+screening+of+Caenorhabditis+elegans+poly-glutamine+aggregation+model.">Large-scale microfluidics providing high-resolution and high-throughput screening of Caenorhabditis elegans poly-glutamine aggregation model.</a> Nat Commun. 7, 13023 (2016).</li><li>Larsch, J., Ventimiglia, D., Bargmann, C. I., Albrecht, D. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-throughput+imaging+of+neuronal+activity+in+Caenorhabditis+elegans.">High-throughput imaging of neuronal activity in Caenorhabditis elegans.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 110 (45), E4266-E4273 (2013).</li><li>Akerboom, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genetically+encoded+calcium+indicators+for+multi-color+neural+activity+imaging+and+combination+with+optogenetics.">Genetically encoded calcium indicators for multi-color neural activity imaging and combination with optogenetics.</a> Front Mol Neuro. 6, 2 (2013).</li><li>Badura, A., Sun, X. R., Giovannucci, A., Lynch, L. A., Wang, S. S. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fast+calcium+sensor+proteins+for+monitoring+neural+activity.">Fast calcium sensor proteins for monitoring neural activity.</a> Neurophotonics. 1 (2), 025008 (2014).</li><li>Tatro, E. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Brain-wide+imaging+of+neurons+in+action.">Brain-wide imaging of neurons in action.</a> Front Neural Circuits. 8, 31 (2014).</li><li>Tian, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Imaging+neural+activity+in+worms,+flies+and+mice+with+improved+GCaMP+calcium+indicators.">Imaging neural activity in worms, flies and mice with improved GCaMP calcium indicators.</a> Nat Methods. 6 (12), 875-881 (2009).</li><li>Greene, J. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Balancing+selection+shapes+density-dependent+foraging+behaviour.">Balancing selection shapes density-dependent foraging behaviour.</a> Nature. 539 (7628), 254-258 (2016).</li><li>Greene, J. S., Dobosiewicz, M., Butcher, R. A., McGrath, P. T., Bargmann, C. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Regulatory+changes+in+two+chemoreceptor+genes+contribute+to+a+Caenorhabditis+elegans+QTL+for+foraging+behavior.">Regulatory changes in two chemoreceptor genes contribute to a Caenorhabditis elegans QTL for foraging behavior.</a> Elife. 5, (2016).</li><li>Kim, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Two+Chemoreceptors+Mediate+Developmental+Effects+of+Dauer+Pheromone+in+C.+elegans.">Two Chemoreceptors Mediate Developmental Effects of Dauer Pheromone in C. elegans.</a> Science. 326 (5955), 994-998 (2009).</li><li>McGrath, P. T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Parallel+evolution+of+domesticated+Caenorhabditis+species+targets+pheromone+receptor+genes.">Parallel evolution of domesticated Caenorhabditis species targets pheromone receptor genes.</a> Nature. 477 (7364), 321-325 (2011).</li><li>Schmitt, C., Schultheis, C., Husson, S. J., Liewald, J. F., Gottschalk, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Specific+Expression+of+Channelrhodopsin-2+in+Single+Neurons+of+Caenorhabditis+elegans.">Specific Expression of Channelrhodopsin-2 in Single Neurons of Caenorhabditis elegans.</a> PLoS ONE. 7 (8), e43164 (2012).</li><li>White, J. G., Southgate, E., Thomson, J. N., Brenner, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Structure+of+the+Nervous+System+of+the+Nematode+Caenorhabditis+elegans.">The Structure of the Nervous System of the Nematode Caenorhabditis elegans.</a> Phil Trans of the Royal Soc of Lon. 314 (1165), 1 (1986).</li><li>White, J. Q., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+sensory+circuitry+for+sexual+attraction+in+C.+elegans+males.">The sensory circuitry for sexual attraction in C. elegans males.</a> Curr Biol. 17 (21), 1847-1857 (2007).</li><li>Chronis, N., Zimmer, M., Bargmann, C. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microfluidics+for+in+vivo+imaging+of+neuronal+and+behavioral+activity+in+Caenorhabditis+elegans.">Microfluidics for in vivo imaging of neuronal and behavioral activity in Caenorhabditis elegans.</a> Nat Meth. 4 (9), 727-731 (2007).</li><li>Chute, C. D., Srinivasan, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chemical+mating+cues+in+C.+elegans.">Chemical mating cues in C. elegans.</a> Semin Cell Dev Biol. 33, 18-24 (2014).</li><li>Izrayelit, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Targeted+metabolomics+reveals+a+male+pheromone+and+sex-specific+ascaroside+biosynthesis+in+Caenorhabditis+elegans.">Targeted metabolomics reveals a male pheromone and sex-specific ascaroside biosynthesis in Caenorhabditis elegans.</a> ACS Chem Biol. 7 (8), 1321-1325 (2012).</li><li>Ludewig, A. H., Schroeder, F. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ascaroside+signaling+in+C.+elegans.">Ascaroside signaling in C. elegans.</a> WormBook. , 1-22 (2013).</li><li>Narayan, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Contrasting+responses+within+a+single+neuron+class+enable+sex-specific+attraction+in+Caenorhabditis+elegans.">Contrasting responses within a single neuron class enable sex-specific attraction in Caenorhabditis elegans.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 113 (10), E1392-E1401 (2016).</li><li>Srinivasan, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+blend+of+small+molecules+regulates+both+mating+and+development+in+Caenorhabditis+elegans.">A blend of small molecules regulates both mating and development in Caenorhabditis elegans.</a> Nature. 454 (7208), 1115-1118 (2008).</li><li>Sammut, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Glia-derived+neurons+are+required+for+sex-specific+learning+in+C.+elegans.">Glia-derived neurons are required for sex-specific learning in C. elegans.</a> Nature. 526 (7573), 385-390 (2015).</li><li>Sulston, J. E., Albertson, D. G., Thomson, J. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Caenorhabditis+elegans+male:+postembryonic+development+of+nongonadal+structures.">The Caenorhabditis elegans male: postembryonic development of nongonadal structures.</a> Dev Biol. 78 (2), 542-576 (1980).</li><li>Hilliard, M. A., et al. <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+imaging+of+C.+elegans+ASH+neurons:+cellular+response+and+adaptation+to+chemical+repellents.">In vivo imaging of C. elegans ASH neurons: cellular response and adaptation to chemical repellents.</a> The EMBO Journal. 24 (1), 63-72 (2005).</li><li>Evans, T. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transformation+and+microinjection.">Transformation and microinjection.</a> WormBook. , (2006).</li><li>C&#225;ceres, I. d. C., Valmas, N., Hilliard, M. A., Lu, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Laterally+Orienting+C.+elegans+Using+Geometry+at+Microscale+for+High-Throughput+Visual+Screens+in+Neurodegeneration+and+Neuronal+Development+Studies.">Laterally Orienting C. elegans Using Geometry at Microscale for High-Throughput Visual Screens in Neurodegeneration and Neuronal Development Studies.</a> PLoS ONE. 7 (4), e35037 (2012).</li><li>Schrodel, T., Prevedel, R., Aumayr, K., Zimmer, M., Vaziri, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Brain-wide+3D+imaging+of+neuronal+activity+in+Caenorhabditis+elegans+with+sculpted+light.">Brain-wide 3D imaging of neuronal activity in Caenorhabditis elegans with sculpted light.</a> Nat Methods. 10 (10), 1013-1020 (2013).</li><li>Garc&#237;a, L. R., Portman, D. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neural+circuits+for+sexually+dimorphic+and+sexually+divergent+behaviors+in+Caenorhabditis+elegans.">Neural circuits for sexually dimorphic and sexually divergent behaviors in Caenorhabditis elegans.</a> Curr Opin Neurobiol. 38, 46-52 (2016).</li><li>Clokey, G. V., Jacobson, L. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+autofluorescent+&amp;#34;lipofuscin+granules&amp;#34;+in+the+intestinal+cells+of+Caenorhabditis+elegans+are+secondary+lysosomes.">The autofluorescent &amp;#34;lipofuscin granules&amp;#34; in the intestinal cells of Caenorhabditis elegans are secondary lysosomes.</a> Mech Ageing Dev. 35 (1), 79-94 (1986).</li><li>Coburn, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Anthranilate+Fluorescence+Marks+a+Calcium-Propagated+Necrotic+Wave+That+Promotes+Organismal+Death+in+C.+elegans.">Anthranilate Fluorescence Marks a Calcium-Propagated Necrotic Wave That Promotes Organismal Death in C. elegans.</a> PLoS Biology. 11 (7), e1001613 (2013).</li><li>Macosko, E. Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+hub-and-spoke+circuit+drives+pheromone+attraction+and+social+behaviour+in+C.+elegans.">A hub-and-spoke circuit drives pheromone attraction and social behaviour in C. elegans.</a> Nature. 458 (7242), 1171-1175 (2009).</li><li>Park, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Interaction+of+structure-specific+and+promiscuous+G-protein-coupled+receptors+mediates+small-molecule+signaling+in+Caenorhabditis+elegans.">Interaction of structure-specific and promiscuous G-protein-coupled receptors mediates small-molecule signaling in Caenorhabditis elegans.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 109 (25), 9917-9922 (2012).</li></ol>

השבב חוש הריח הותאם זכר משלבת פנייה לתוך נמל טעינה צר יותר, אשר מאפשר שליטה רבה יותר כיוון ועבור לכידה יעילה של זכר C. elegans. דבר זה מאפשר הפריט החזותי של שני ימינה ושמאלה חברי זוגות דו צדדיים עצביים, ללא צורך z-לערום. עקום זה מוביל אוריינטציה מרחק אנכי 100% של הזמן תולעים שבו זוג הדו-צדדיים ר...

Microfluidic התקני מספקים גישה מוגברת דווקא בסביבות מבוקרות, שבו חיות, כגון תולעים נימיות C. elegans, יכול להיות מרומה השפעול1. מחקרים אלה כוללים מבחני התנהגות, מחקרי הדמיה סידן או הקרנות אפילו על הפנוטיפים ספציפיים, וכתוצאה מכך מדידות מדויקות יותר של תוצאות ניסוי1,2,3,4, 5,6. מיקרופלואידיקה לספק תנאים נוזלי בקנה מידה קטן שדרכו ניסויים מפורטים ניתן להפעיל תוך ניצול כמויות מינימליות של נוגדנים. יש הפקה מתמדת של עיצובים חדשים של המכשיר microfluidic, השימוש של כל משתנה, החל ארנאס המאפשרים טבעי sinusoidal התנועה של C. elegans מבחני התנהגות ולימודים הדמיה עצבית, מלכודת התקנים המשמשים הדמיה עצבית ולימודים חוש הריח, התקנים המאפשרים עבור תפוקה גבוהה פנוטיפי ניתוח גנטי מסכי4,5,6,7. בעקבות ייצור של תבנית בסיס, microfluidic מכשירים זולים לבנות — נתן את שימושית של המאסטר — וקל לשימוש, ומאפשר לדור נתונים מהירה באמצעות מחקרים תפוקה גבוהה. הזיוף של התקנים באמצעות פולימרים כגון polydimethylsiloxane (PDMS) מאפשר היצירה של מכשירים חדשים בתוך שעות.
מחקרי הדמיה סידן להשתמש סידן מקודדים גנטית אינדיקטורים (GECIs) המתבטא התאים היעד כדי למדוד את הדינמיקה עצבית של תאים אלה בזמן אמת8,9,10,11. הטבע שקוף של C. elegans מאפשר ההקלטה של פלורסנט רמות החלבונים האלה בבעלי חיים. באופן מסורתי, GECIs להסתמך על חלבון פלואורסצנטי ירוק (GFP)-מבוסס חיישן ה-GFP-קלמודולין-M13 פפטיד (GCaMP), אך מחקרים מאוחרים יותר הסתגלו חיישנים אלה כדי לאפשר יותר יחס אות לרעש ופרופילים עירור אדום-העביר. בעקבות הפיתוח של GCaMP3, חלבונים עם מפרטים אלה יש מגוונים, כולל חיישנים כגון GCaMP6s ו- GCaMP6f (לאט ומהר פלורסצנטיות חופש-המחירים, בהתאמה), כמו גם RFP-קלמודולין-M13 פפטיד (RCaMP), אשר יש אדום-העביר הפעלת פרופיל. השילוב של אלה GECIs עם C. elegans גנים ספציפיים תא יזם רצפי ניתן לייעד תאים עניין, במיוחד החישה הניריונים12,13,14,15 , 16.
בעוד קלות השימוש C. elegans במחקרים microfluidic הוא לכאורה, כמעט כל המחקרים התמקדו אנדרוגינוסים. למרות זכרים בלבד החשבונאי 0.01-0.02% מהאוכלוסייה פראי סוג, ממצאים שלא יסולא בפז יכול לנבוע האפיון שלהם. ואילו connectome הפיזי של מערכת העצבים אנדרוגינוס מופה באופן מלא במשך עשרות שנים17, connectome זכר נשאר שלם, במיוחד באזור הראש של בעלי חיים18. השימוש של סידן הדמיה של הזכרים יסייע ליצירת הבנה של מערכת העצבים זכר וההבדלים שעולות בין שני המינים. גודל קטן יותר מהזכרים הבוגרים C. elegans מונעת השמנה יעיל ואמין בנמלי טעינת התקנים חוש הריח מסורתי המיועד אנדרוגינוסים גדול יותר. כדי לטפל בבעיה זו, יש את הגירסה שבב חוש הריח Chronis19 פותחה עם יציאת הטעינה צר יותר, ערוץ בגובה נמוך, והופך בנמל הטעינה תולעת (אשר לסובב את החיה), המאפשר החזיית הדו-צדדיים שמאלה/ימינה זוגות עצביים. עיצוב זה מאפשר: (1) השמנה יעיל של זכרים בוגרים צעירים, (2) כיוון יותר אמין של החיה עבור הפריט החזותי של שני בני נוירונים לזווג דו צדדיים, (3) הדמיה מדויקת של פעילות עצבית בנוירונים זכר.
יותר ויותר מחקרים מראים כי גברים C. elegans להגיב באופן שונה מאשר אנדרוגינוסים למגוון רחב של ascarosides (ascr), או תולעים נימיות פרומונים20,21,22,23 ,24. לכן, לפתח הבנה של דינמיקה עצבית, ייצוגים בתוך connectome זכר הפך אפילו יותר רלוונטי. זכר C. elegans מכיל נוירונים ספציפיים סקס 87 לא נוכח אנדרוגינוס25,26, לשנות את connectome כדרכים שטרם נקבע. היכולת תמונה הדינמיקות האלה עצביות ייחודיות יאפשר לנו להבין טוב יותר את תגובות ספציפיות סקס וייצוגי עצבית.
פרוטוקול זה מתאר את השימוש שבב חוש הריח זכר הותאם עבור ההדמיה עצבית של זכר C. elegans chemosensation. הנוירון nociceptive שאש מגיב בצורה אמינה גליצרול 1 מ' אצל הזכרים, בקנה אחד עם הקודם אנדרוגיניות מחקרים27. חשיפה ascarosides עשוי להפיק תגובות כי הם משתנה חיה כדי חיה, הדורשות מספר גדול יותר של בעלי חיים כדי להיבדק. התגובה של הנוירונים צ'ם זכר הספציפי שהוצג בעבר, דרך אלקטרופיזיולוגיה וגם סידן הדמיה מחקרים, להגיב variably ascaroside #323.

<table width="2211">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:527px;height:21px;">Silicon Wafer</td>
			<td style="width:219px;">University Wafer</td>
			<td style="width:205px;">452</td>
			<td style="width:1260px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">SU-8 2035</td>
			<td>MicroChem</td>
			<td>Y111070-0500L1GL</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Developer</td>
			<td>MicroChem</td>
			<td>Y020100-4000L1PE</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Wafer Mask</td>
			<td>Cad/Art Services</td>
			<td>-</td>
			<td>Custom order. Printed at 25,000 dpi.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Sylgard-184</td>
			<td>Ellsworth Adhesives</td>
			<td>184 SIL ELAST KIT 0.5KG</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:527px;height:21px;">1.0 mm Dermal Punches</td>
			<td>Acuderm Inc.</td>
			<td>P150</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Soft Tubing</td>
			<td>Cole-Palmer</td>
			<td>EW-06419-01</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Hard Tubing</td>
			<td>IDEX Health &#38; Science</td>
			<td>1622</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Pins</td>
			<td>New England Small Tube</td>
			<td>NE-1027-12</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Blocking Pins</td>
			<td>New England Small Tube</td>
			<td>0.415/0.425&#34; OD x .500 Long</td>
			<td>Batch PB07027</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">3 mL syringes</td>
			<td>BD</td>
			<td>309657</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:527px;height:21px;">30 mL syringes</td>
			<td>Vitality Medical</td>
			<td>302832</td>
			<td>Used as buffer reservoirs.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:527px;height:21px;">Stainless Steel Blunt Needle 23 Gauge, Polyprolylene Luer</td>
			<td>Component Supply Company</td>
			<td>NE-231PL-50</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:527px;height:21px;">Stopcocks with Luer connections; 3-way; male lock; 5 flow pattern; non-sterile</td>
			<td>Cole-Palmer</td>
			<td>EW-30600-07</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:527px;height:21px;">Fisherfinest Premium Cover Glass</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>12-548-5M</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:527px;height:21px;">Mercator Control System LF-5 Plasma System</td>
			<td>Mercator</td>
			<td>LF-5</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:527px;height:21px;">Scotch Tape</td>
			<td>Scotch</td>
			<td>BSN43575</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:527px;height:21px;">Series 20 Chamber</td>
			<td>Warner Instruments</td>
			<td>P-2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:527px;height:21px;">Vacuum Desicator</td>
			<td>Bel-Art Scienceware</td>
			<td style="width:205px;">420250000</td>
			<td>24 cm inner diameter.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:527px;height:21px;">Weigh Boats</td>
			<td>Cole-Palmer</td>
			<td style="width:205px;">EW-01017-27</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:527px;height:21px;">Classic Plus Balance</td>
			<td>Mettler Toledo</td>
			<td style="width:205px;">PB1501-S/FACT</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:527px;height:21px;">Glass Pasteur Pipettes</td>
			<td>Cole-Palmer</td>
			<td style="width:205px;">EW-25554-06</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:527px;height:21px;">Transfer pipettes</td>
			<td>Genesee Scientific</td>
			<td style="width:205px;">30-202</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:527px;height:21px;">Oven</td>
			<td>Sheldon Manufacturing Inc</td>
			<td style="width:205px;">9120993</td>
			<td>Model Number: 1500E.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:527px;height:21px;">60 mm, non-vented, sharp edge Petri dishes</td>
			<td>TriTech Research</td>
			<td>T3308</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:527px;height:21px;">Zeiss Axio Observer.A1</td>
			<td>Zeiss</td>
			<td style="width:205px;">-</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:527px;height:21px;">Hammamatsu Orca Flash 4.0 Digital CMOS</td>
			<td>Hammamatsu</td>
			<td style="width:205px;">C11440-22CU</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:527px;height:21px;">Blue Fluorescent Light</td>
			<td>Lumencor</td>
			<td style="width:205px;">SOLA SM6-LCR-SA</td>
			<td>24-30V/7.9A DC.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:527px;height:21px;">Illumination Adaptor</td>
			<td>Zeiss</td>
			<td style="width:205px;">423302-0000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:527px;height:21px;">Series 1 and 2 Miniature Inert PTFE Isolation Valve</td>
			<td>Parker</td>
			<td style="width:205px;">001-0017-900</td>
			<td>3-way valve for controlling flow.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:527px;height:21px;">ValveLink8.2&#174;</td>
			<td>AutoMate Scientific</td>
			<td style="width:205px;">01-18</td>
			<td>Flow Switch Controller</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:527px;height:21px;">Micro Manager</td>
			<td>Micro-Manager</td>
			<td style="width:205px;">-</td>
			<td>Free software, can be downloaded at: https://www.micro-manager.org/wiki/Download_Micro-Manager_Latest_Release</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:527px;height:21px;">ImageJ</td>
			<td>ImageJ</td>
			<td style="width:205px;">-</td>
			<td>Free software, can be downloaded at: https://imagej.nih.gov/ij/download.html</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:527px;height:21px;">Agar, Bacteriological Grade</td>
			<td>Apex</td>
			<td>9012-36-6</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:527px;height:21px;">Peptone</td>
			<td>Apex</td>
			<td>20-260</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="width:527px;height:25px;">CaCl2</td>
			<td>VWR</td>
			<td>BDH0224-1KG</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="width:527px;height:25px;">MgSO4</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>230391-1kg</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:527px;height:21px;">Cholesterol</td>
			<td>Alfa Aesar</td>
			<td>A11470</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:527px;height:21px;">Ethanol</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>270741-4L</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:527px;height:21px;">Tetramisole</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:205px;">L9756-10(G)</td>
			<td>Store at 4 &#176;C.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:527px;height:21px;">Fluorescein</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:205px;">FD2000S-250mg</td>
			<td>Light Sensitive. Store in photoprotective vials.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:527px;height:21px;">Glycerol</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:205px;">G6279-1L</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:527px;height:21px;">Ascaroside #3</td>
			<td>-</td>
			<td style="width:205px;">-</td>
			<td>Synthesized in the Schroeder Lab (Cornell University).</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:527px;height:21px;">NaCl</td>
			<td>Genesee Scientific</td>
			<td style="width:205px;">18-215</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="width:527px;height:25px;">KH2PO4</td>
			<td>BDH</td>
			<td>BDH9268.25</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="width:527px;height:25px;">K2HPO4</td>
			<td>J.T. Baker</td>
			<td>3252-025</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:527px;height:21px;">ASH GCaMP3 line</td>
			<td>-</td>
			<td style="width:205px;">-</td>
			<td>CX10979 (KyEx2865 [psra-6::GCAMP3 @ 100 ng/uL]). Developed in Bargmann lab. Provided from Albrecht Lab library.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:527px;height:21px;">CEM GCaMP6 line</td>
			<td>-</td>
			<td style="width:205px;">-</td>
			<td>JSR49 (FkEx98[ppkd-2::GCaMP::SL2::dsRED + pBX-1]; pha-1(e2123ts); him-5(e1490); lite-1(ce314)). Developed by Robyn Lints. Provided from Srinivasan Lab library.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:527px;height:21px;">E. coli (OP50)</td>
			<td>Caenorhabditis Genetics Center</td>
			<td>OP50</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:527px;height:21px;">&#34;Reservoir&#34;</td>
			<td>-</td>
			<td>-</td>
			<td style="width:1260px;">To create a Reservoir: A &#34;30 mL syringe&#34;, is connected to a &#34;Stopcock with Luer connections; 3-way; male lock; 5 flow pattern; non-sterile&#34;, which is connected to a &#34;3 mL syringe&#34; and a &#34;Stainless Steel Blunt Needle 23 Gauge, Polyprolylene Luer&#34;. The &#34;Stainless Steel Blunt Needle 23 Gauge, Polyprolylene Luer&#34; is then inserted into &#34;Soft Tubing&#34; approximately 1/3 of the way down the needle.</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

using an adapted microfluidic olfactory chip for the imaging of neuronal activity in response to pheromones in male c. elegans head neurons

השימוש של סידן אינדיקטורים התעלתה ההבנה שלנו של דינמיקה עצבית ורגולציה. תולעים נימיות Caenorhabditis elegans, עם מערכת העצבים לחלוטין ממופה, אנטומיה שקוף, מציג מודל אידיאלי להבנת הדינמיקה עצבית בזמן אמת באמצעות מחווני סידן. בשילוב עם טכנולוגיות microfluidic עיצובים ניסיוניים, מחקרים סידן-הדמיה באמצעות אינדיקטורים אלה מבוצעות בבעלי חיים חינם-המעבר והן לכוד. עם זאת, רוב המחקרים הקודמים ניצול התקני לכידה, כגון השבב חוש הריח המתוארים Chronis. et al., יש התקנים שנועדו לשימוש ההרמפרודיט נפוץ יותר, כמו הזכר פחות נפוץ הוא שניהם מורפולוגית, מבחינה מבנית שונה. שבב חוש הריח מותאם היה מתוכנן, מפוברק ליעילות מוגברת בתחום ההדמיה עצביים זכר עם באמצעות בעלי חיים למבוגרים צעירים. פנייה סופחה התולעת בטעינת לנמל כדי לסובב את החיות, כדי לאפשר את ההפרדה של הנוירונים בודדים בתוך זוג הדו-צדדיים בתחום ההדמיה 2D. תולעים נחשפים זרימה מבוקרת של odorant בתוך המכשיר microfluidic, כמתואר במחקרים קודמים דו-מיניים. תופעות מעבר סידן ואז ניתוח שימוש בתוכנת קוד פתוח ImageJ. ההליך המתואר במסמך זה אמור לאפשר עבור כמות מוגברת של מבוססי זכר C. elegans סידן הדמיה מחקרים, העמקת ההבנה שלנו על מנגנוני איתות עצביים מין ספציפי.

ניתן לראות דוגמה של הגדרת התקן הכוללת איור 1A-B. איור 1A , מתאר את בניית מאגר תקין וההתקנה. איור 1B מציגה את החיבורים של המאגרים למכשיר microfluidic. איור 1C מתאר התקן microfluidic עם יציאות בודדות המסומנות על בהירו?...

Watch this Scientific Journal Video about Using an Adapted Microfluidic Olfactory Chip for the Imaging of Neuronal Activity in Response to Pheromones in Male C. Elegans Head Neurons at JoVE.com

Using an Adapted Microfluidic Olfactory Chip for the Imaging of Neuronal Activity in Response to Pheromones in Male C. Elegans Head Neurons

באמצעות שבב חוש הריח של Microfluidic מותאם עבור ההדמיה של פעילות. עצבית בתגובה פרומונים בנוירונים הראש הגברי C. Elegans

השימוש מותאם "צ'יפ חוש הריח" עבור ההדמיה סידן יעיל של C. elegans זכרים מתואר כאן. מחקרים של חשיפה זכר גליצרול פרומון מוצגים גם.

The use of calcium indicators has greatly enhanced our understanding of neural dynamics and regulation. The nematode Caenorhabditis elegans, with its ...

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Using an Adapted Microfluidic Olfactory Chip for the Imaging of Neuronal Activity in Response to Pheromones in Male C. Elegans Head Neurons

In vivo Laser Axotomy in C. elegans

In vivo Laser Axotomy in C. elegans

בשנת vivo לייזר Axotomy ב C. elegans

Neurons communicate with other cells via axons and dendrites, slender membrane extensions that contain pre- or post-synaptic specializations. If a neuron ...

A Molecular Readout of Long-term Olfactory Adaptation in C. elegans

A Molecular Readout of Long-term Olfactory Adaptation in C. elegans

Readout מולקולרי של הסתגלות חוש ריח לטווח הארוך ב<em&gt; ג elegans</em

During sustained stimulation most sensory neurons will adapt their response by decreasing their sensitivity to the signal. The adaptation response helps ...

Multi-unit Recording Methods to Characterize Neural Activity in the Locust (Schistocerca Americana) Olfactory Circuits

Multi-unit Recording Methods to Characterize Neural Activity in the Locust Schistocerca Americana Olfactory Circuits

שיטות הקלטה בעל מספר יחידות לאפיין את הפעילות עצבית בארבה (<em&gt; Schistocerca אמריקנה</em&gt;) מעגלי ריח

Detection and interpretation of olfactory cues are critical for the survival  of many organisms. Remarkably, species across phyla have strikingly similar ...

In vivo Neuronal Calcium Imaging in C. elegans

In vivo Neuronal Calcium Imaging in C. elegans

בהדמיה עצבית סיד vivo ב C. elegans

The nematode worm C. elegans is an ideal model organism  for relatively simple, low cost neuronal imaging in vivo. Its small transparent body and simple, ...

Transplantation of Olfactory Ensheathing Cells to Evaluate Functional Recovery after Peripheral Nerve Injury

השתלה של תאי ensheathing חוש ריח להערכת החלמה תפקודית לאחר פגיעה עצבית היקפית

Olfactory ensheathing cells (OECs) are neural crest cells which allow growth and regrowth of the primary olfactory neurons. Indeed, the primary olfactory ...

Fast Micro-iontophoresis of Glutamate and GABA: A Useful Tool to Investigate Synaptic Integration

מיקרו-Iontophoresis מהיר של גלוטמט וגאבא: כלי שימושי לחקירת האינטגרציה סינפטית

One of the fundamental interests in neuroscience is to understand the integration of excitatory and inhibitory inputs along the very complex structure of ...

In Vivo Imaging of Dauer-specific Neuronal Remodeling in C. elegans

In Vivo Imaging of Dauer-specific Neuronal Remodeling in C. elegans

In vivo ההדמיה של דאואר ספציפי עצבי שיפוץ בג elegans

The mechanisms controlling stress-induced phenotypic plasticity in animals are frequently complex and difficult to study in vivo. A classic example of ...

Olfactory Neurons Obtained through Nasal Biopsy Combined with Laser-Capture Microdissection: A Potential Approach to Study Treatment Response in Mental Disorders

נוירונים חוש הריח באף הושגו באמצעות ביופסיה משולבת עם Microdissection הלייזר-Capture: גישה פוטנציאלית לחקר טיפול בהפרעות נפשיות תגובה

Bipolar disorder (BD) is a severe neuropsychiatric disorder with poorly understood pathophysiology and typically treated with the mood stabilizer, lithium ...

Utilizing Combined Methodologies to Define the Role of Plasma Membrane Delivery During Axon Branching and Neuronal Morphogenesis

ניצול מתודולוגיות משולב להגדיר את התפקיד של משלוח ממברנה פלזמה במהלך אקסון מסעף ו העצבית המורפוגנזה

During neural development, growing axons extend to multiple synaptic partners by elaborating axonal branches. Axon branching is promoted by extracellular ...

Recording Temperature-induced Neuronal Activity through Monitoring Calcium Changes in the Olfactory Bulb of Xenopus laevis

Recording Temperature-induced Neuronal Activity through Monitoring Calcium Changes in the Olfactory Bulb of Xenopus laevis

הקלטת פעילות עצבית הנגרמת טמפרטורה באמצעות ניטור שינויי סידן נורה חוש הריח של<em&gt; Laevis Xenopus</em

The olfactory system, specialized in the detection, integration and processing of chemical molecules is likely the most thoroughly studied sensory system. ...