情報化学物質にトコジラミの嗅覚ニューロンの応答を検出するために単一感覚子録音を使用しました
Summary
Bed bugs rely on olfactory receptor neurons housed in their antennal olfactory sensilla to detect semiochemicals in the environment. Utilizing single sensillum recording, we demonstrate a method to evaluate bed bug response to semiochemicals and explore the coding process involved.
Abstract
昆虫嗅覚系は、環境内の情報化学物質を検出するのに重要な役割を果たしています。具体的には、内部の単一または複数の神経細胞を収容触角感覚器は、化学的刺激に応答するの主要な貢献をすると考えられています。直接刺激への暴露後に嗅覚感覚子に活動電位を記録することにより、単一感覚子記録（SSR）技術は、化学的刺激への虫の神経応答を調査するための強力なアプローチを提供します。悪名高い人間の寄生虫であるベッドのバグについては、嗅覚感覚子の複数のタイプが特徴づけられています。本研究では、2つの化学的刺激とSSRの方法を使用してそれらのいずれかの用量依存性応答にベッドのバグ嗅覚感覚子の神経応答を示しました。このアプローチは、develのための貴重な情報を提供するベッドのバグ嗅覚感覚子、上の個々の化学的刺激のための早期のスクリーニングを行うための研究者を可能にします新しいベッドのバグ誘引または忌避剤とメリットベッドバグ制御努力の発。
Introduction
一時的な外部寄生虫のように、彼らの生存、開発、および再生がヒトおよび動物1,2の両方を含むホストからの血液供給源を必要とする意味義務吸血昆虫は、ある共通のベッドのバグトコジラミはL（トコジラミ科半翅目）をlectularius。ウイルス伝播はほとんどによるCに報告されていないが、 lectularius、侵入によって生成された痛烈な迷惑は真剣に物理的にも心理的に3ホストに影響を与えます。導入と化学殺虫剤の普及は、特にDDT、蔓延のリスクを低下させ、1950年代の蔓延の終わりまでに、彼らはもはや深刻な社会問題だったような低レベルでした。しかし、可能な多くの要因は、そのような殺虫剤の使用削減として、世界的にベッドのバグ集団に国民の意識の低下を復活するために導いた、旅行の活動を増加し、殺虫剤4-9に対する抵抗性の発達。</ P>
環境中の化学手がかりを検出し、このようなアンテナや上顎palpsとして嗅覚器官を通して昆虫によって認識されています。昆虫のアンテナの嗅覚感覚子は、これらの化学手がかりを検出するのに重要な役割を果たしています。化学分子は、キューティクルの表面上の孔を通して触角キューティクルを入力してください。臭気物質は、これらの化学分子に触角リンパバインド中のタンパク質と結合し、嗅覚受容体10の上にそれらを運びます。これらの化学分子が嗅覚受容体11によって認識された後脱分極される神経膜上の非選択的陽イオンチャネルからの嗅覚受容体とそのコレセプター。
単一感覚子記録（SSR）は、化学的又は非化学的刺激のいずれかを適用することによって引き起こされる活動電位の細胞外の変化を検出するために開発されました。感覚子リンパ及び基準電極に記録電極を挿入し虫体（通常複眼または腹部のいずれか）のいくつかの他の部分に、刺激に応答するニューロンの発火率は12を記録することができます。スパイクの数の変化は、特定の刺激に対する昆虫の感度を表します。異なるアイデンティティおよび濃度の化学的刺激は、異なる発射速度および時間的な構造と、異なる神経応答を誘発し、従って特定の化学物質に対する昆虫の符号化処理を調べるために使用することができます。
9溝付きペグCの感覚器、29毛髪様E（E1およびE2）感覚器、および1組Dα、Dβ、Dγ円滑なペグをそれぞれ共通ベッドのバグのために、両方の性的フォームがアンテナに嗅覚感覚子の同じパターンを共有します感覚器13,14。複数のニューロンが感覚子の各タイプにおいて同定されているように、同じ感覚子に収容された別のニューロンからの活動電位を区別することは容易ではないので、この実験の踏太活動電位のL番号は、刺激前後の500ミリ秒の期間にわたってオフラインで計数しました。刺激後の活動電位の数は、刺激の前に活動電位の数から差し引かれ、15秒あたりのスパイクの個々の感覚子で発火率の変化を定量化するために、2つを乗じました。
Protocol
Representative Results
Discussion
単一感覚子記録技術は、広くそのような環境で異なる化学的刺激に対するショウジョウバエ、蚊、ベッドのバグのような昆虫の神経応答を試験する際に使用されています。これらの化学的刺激は、多くの場合、治療の異なる用量を調製するために溶解させ、共通の溶媒で希釈します。しかし、異なる溶媒は、刺激のために非常に異なる放出速度を生成することができます。このようなキイ…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
The project was supported by Award AAES 461Hatch/Multistate Grants ALA08-045 and ALA015-1-10026 to N.L.
Materials
| Tungsten wire | A-M SYSTEMS | #716500 | Used for preparing the electrode |
| KNO2 | Sigma | #310484 | Used for sharpening the tungsten wire |
| AC Power Supply | BK Precision | 1653A | Providing the voltage in sharpening the tungsten wire |
| Leica Z6 APO Microscope | Leica | 10447424 | Used for observing the sensilla on antennae |
| Simulus controller | Syntech | CS-55 | Used for controlling the stimulus application |
| 4-Channel USB Acquisition Controller | Syntech | IDAC-4 | Real-time on screen display of all signals before and during recording |
| Light Source | SCHOTT | A20500 | Providing light sources for observation |
| Micromanupulator | Leica | 115378 | Used for minor movement of electrode |
| Speaker | Juster | 95a | Connected with Acquisition Controller IDAC-4 and providing sound for the signal |
| Magnetic stand | Narishige | GJ-1 | Used to hold the reference electrode, stablized bed bug and stimulus delivery tube |
| TMC Vibration Isolation Table | TMC | 63-500 | Used for isolating the vibration from the equipments |
| Coverslip | Tedpella | 2225-1 | Used for holding the bed bug |
| Double-sided Tape | 3M | XT6110 | Used for stablizing the bed bug on the coverclip |
| Dental Wax | Dentakit | DK-R012 | Used for supporting the coverclip where bed bug is stablized |
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