Summary

Channelrhodopsin2 estimulación mediada de los potenciales sinápticos en Drosophila Las uniones neuromusculares

Published: March 16, 2009
doi:

Summary

Este procedimiento utiliza una luz azul activa el canal de las algas y las células específicas de las herramientas de la expresión genética para evocar los potenciales sinápticos con pulsos de luz en la unión neuromuscular (UNM), en<em> Drosophila</em> Larvas. Esta técnica es un barato y fácil de usar alternativas a la estimulación de electrodos de aspiración para los estudios de la fisiología sináptica en laboratorios de investigación y enseñanza.

Abstract

La<em> Drosophila</em> Larvas preparación neuromuscular ha demostrado ser una herramienta útil para el estudio de la fisiología sináptica<sup> 1,2,3</sup>. En la actualidad, el único medio disponible para evocar potenciales excitatorios de la unión (EJPs) en esta preparación implica el uso de electrodos de succión. En los dos laboratorios de investigación y enseñanza, los estudiantes suelen tener dificultades para maniobrar y manipular este tipo de electrodo de estimulación. En el presente trabajo, se muestra la forma de estimular de forma remota los potenciales sinápticos en el larval NMJ sin el uso de electrodos de succión. Al expresar channelrhodopsin2 (ChR2)<sup> 4,5,6</sup> En<em> Drosophila</em> Neuronas motoras con el<em> GAL4-UAS</em> Sistema de<sup> 7</sup>, Y hacer cambios menores a un equipo de electrofisiología básica, hemos sido capaces de evocar de forma fiable EJPs con pulsos de luz azul. Esta técnica podría ser de particular utilidad en los laboratorios de neurofisiología en la enseñanza plataforma estudiante de tiempo la práctica y los recursos son limitados.

Protocol

Parte 1: cuidado de los animales y cruces genéticos Mantener la UAS-ChR2 y OK371-GAL4 líneas de mosca en botellas separadas con los medios de comunicación estándar de mosca 8. Recoger las vírgenes de las líneas de vuelo OK371-GAL4 y los hombres de UAS-ChR2 líneas. Poner a hombres y mujeres en un frasco que contiene los medios de comunicación estándar de mosca se mezcló con 1 mM de todo-trans retinal (ATR). ATR alimentos debe ser hecha por los…

Discussion

Los pasos críticos incluyen tanto la disección inicial y la entrada de las células musculares. Si los nervios se cortan o músculo dañado durante la disección inicial es difícil continuar con el resto del experimento. Durante la disección, se debe tener mucho cuidado con el ángulo de la disección de las tijeras hacia arriba tanto como sea posible durante la incisión dorsal. Durante el paso crucial en segundo lugar, entrar en una célula muscular, se debe vigilar a una hiperpolarización últimos ~ 30 mV. Valor…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Este trabajo fue financiado por los Institutos Nacionales de Salud subvenciones RO1GM MH-33205 y 067284-LC a Griffith y por una beca de la Universidad de Brandeis de investigación de verano para universitarios NJ Hornstein. Los experimentos preliminares de esta técnica se realizaron en el Laboratorio de Biología Marina, como parte de los 2.008 sistemas neurales y por supuesto el comportamiento de verano (NIMH subvención: R25 MH059472) en Woods Hole, MA.

Materials

Material Name Type Company Catalogue Number Comment
Sylgard   Ellsworth adhesives 4019862 www.ellsworth.com
Minutens Pins   Fine Science Tools 26002-10 www.finescience.com
Dissecting Dish   Fisher Scientific   www.fishersci.com
Neuroprobe Intracellular Amplifier and Head Stage   A-M Systems 680100 www.a-msystems.com
Powerlab 4/30 data acquisition system   AD instruments   www.adinstruments.com
Grass stimulator   Grass instruments   www.grasstechnologies.com
Desktop Computer   Dell   www.dell.com
Dissecting Scope   Leica   www.leica-microsystems.com
Light Source   Dolan-Jenner 41446-062 www.dolan-jenner.com
Fly Media        
All-Trans-Retinal   Sigma-Aldrich 116-31-4 www.sigmaaldrich.com
OK-371 Gal4 Flies   Aberle lab, Griffith lab, Bloomington stock center    
UAS-ChR2 Flies   Fiala lab, Griffith lab    
LED controller circuit   Built in Griffith lab   http://www.ledsupply.com
http://www.futureelectronics.com
Composed of:
1. 200 mA Buck Puck
2. Blue LED
3. Insulated wire
4. Circuit bread board
LED Heat Sink   Thor Labs   http://www.thorlabs.com/
Air Table   TMC   http://www.techmfg.com/products/accessories/intro3.html
Faraday Cage   Built in Griffith lab    
Leica Leitz M Micro-Manipulator   Leica Leitz ACS01 www.leica-microsystems.com
Electrode Holder   Axon Instruments   www.axon.com
Borosilicate Glass   FHC   www.fh-co.com/p14-15.pdf
Electrode Puller   Sutter Instruments   www.sutter.com
HL 3.1 Saline with 0.8mM Ca2+       Contents (mM):
NaCl:70 KCl:5 CaCl2: 0.8
MgCl2:4Sucrose:115
NaHCO3: 10 Trehalose: 5 HEPES
Micro-Dissection Tools   Fine Science Tools   www.finescience.com

References

  1. Keshishian, H., Broadie, K., Chiba, A., Bate, M. The Drosophila neuromuscular junction: a model system for studying synaptic development and function. Annu Rev Neurosci. 19, 545 (1996).
  2. Collins, C. A., DiAntonio, A. Synaptic development: insights from Drosophila. Curr Opin Neurobiol. 17 (1), 35 (2007).
  3. Lagow, R. D., et al. Modification of a hydrophobic layer by a point mutation in syntaxin 1A regulates the rate of synaptic vesicle fusion. PLoS Biol. 5 (4), e72 (2007).
  4. Nagel, G., et al. Light activation of channelrhodopsin-2 in excitable cells of Caenorhabditis elegans triggers rapid behavioral responses. Curr Biol. 15 (24), 2279 (2005).
  5. Nagel, G., et al. Channelrhodopsin-2, a directly light-gated cation-selective membrane channel. Proc Natl Acad Sci U S A. 100 (24), 13940 (2003).
  6. Schroll, C., et al. Light-induced activation of distinct modulatory neurons triggers appetitive or aversive learning in Drosophila larvae. Curr Biol. 16 (17), 1741 (2006).
  7. Lin, D. M., Auld, V. J., Goodman, C. S. Targeted neuronal cell ablation in the Drosophila embryo: pathfinding by follower growth cones in the absence of pioneers. Neuron. 14 (4), 707 (1995).
  8. Ralph Greenspan, . . Fly Pushing: The Theory and Practice of Drosophila Genetics, 2nd ed. , (2004).
check_url/kr/1133?article_type=t

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Cite This Article
Hornstein, N. J., Pulver, S. R., Griffith, L. C. Channelrhodopsin2 Mediated Stimulation of Synaptic Potentials at Drosophila Neuromuscular Junctions. J. Vis. Exp. (25), e1133, doi:10.3791/1133 (2009).

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