JoVE Journal > Neuroscience
Summary
Abstract
Introduction
Protocol
Results
Discussion
Disclosures
Acknowledgements
Materials
References
자동 번역
Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.
신경과학

Fastställande av fotoreceptor Cell spektral känslighet i en insekt modell från<em> In Vivo</em> Intracellulära Record

Published: February 26, 2016
doi:
10.3791/53829
, ,
1Department of Ecology and Evolutionary Biology,University of California, Irvine, 2School of Life Sciences,University of Sussex

Summary

Den elektrotekniken av intracellulära inspelning demonstreras och används för att bestämma spektrala känslighet av enstaka fotoreceptorceller i föreningen ögat av en fjäril.

Abstract

Intracellulära inspelning är en kraftfull teknik som används för att avgöra hur en enda cell kan svara på en viss stimulans. I Vision Research, har intracellulära inspelning historiskt varit en vanlig teknik som används för att studera känsligheten hos individuella ljusmätare celler till olika ljus stimuli som fortfarande används idag. Det finns dock fortfarande en brist på detaljerad metod i litteraturen för forskare som vill replikera intracellulära inspelning experiment i ögat. Här presenterar vi insekten som en modell för att undersöka ögat fysiologi mer generellt. Insektsljusmätare celler ligger nära ytan av ögat och är därför lätt att nå, och många av de mekanismer som är involverade i en syn bevaras över djur phyla. Vi beskriver den grundläggande proceduren för in vivo intracellulära inspelning av fotoreceptorceller i ögat av en fjäril, med målet att göra den här tekniken mer tillgänglig för forskare med liten tidigare erfarenhet av electrophysiology. Vi introducerar den grundläggande utrustning som behövs, hur man förbereder en levande fjäril för inspelning, hur man sätter en glasmikro till en enda cell, och slutligen förfarandet inspelningen själv. Vi förklarar också den grundläggande analysen av råsvarsdata för att bestämma spektrala känsligheten hos enskilda celltyper. Även om våra protokoll fokuserar på att bestämma spektrala känslighet, andra stimuli (t.ex. polariserat ljus) och variationer av metoden kan tillämpas på denna inställning.

Introduction

De elektriska egenskaperna hos celler såsom neuroner observeras genom mätning av jonflöde över cellmembran som en förändring i spänning eller ström. En mängd olika elektrofysiologiska tekniker har utvecklats för att mäta bioelektriska händelser i celler. Nervceller som finns i ögonen hos djur är tillgängliga och deras kretsar är ofta mindre komplicerad än i hjärnan, vilket gör dessa celler goda kandidater för elektro studie. Vanliga tillämpningar av elektrofysiologi i ögat innefattar elektroretinografi (ERG) 1,2 och mikro intracellulära inspelning. ERG innebär att placera en elektrod i eller på ögat hos ett djur, med ett lätt stimulus och mätning av förändringen i spänning som en summa av svaren från alla närliggande celler 3-6. Om man är särskilt intresserad av att karakterisera spektrala känslighet enskilda ljusmätare celler, ofta flera celltyper samtidigt svara på olika styrkor till en viss stimulans, sålunda detkan vara svårt att avgöra känsligheten hos specifika celltyper från ERG uppgifter särskilt om det finns flera olika typer av spektralt liknande fotoreceptorceller i ögat. En möjlig lösning är att skapa transgena Drosophila med ljusmätare (opsin) gen av intresse uttrycks i majoriteten R1-6 cellerna i ögat och sedan utföra ERG 7. Potentiella nackdelar med denna metod inkluderar nej till låg expression av fotoreceptor-protein 8 och den långa tidsramen för generering och screening av transgena djur. För ögonen med färre typer av spektralt distinkta fotoreceptorer, kan anpassning av ögat med färgade filter hjälpa till med att sänka bidraget från vissa celltyper till ERG, varigenom uppskattning av spektral känslighet maxima 9.

Intracellulära inspelning är en annan teknik där en fin elektrod spetsar en cell och en stimulans tillämpas. Elektrod poster endast att individual cellens svar så att inspelning från och analysera flera enskilda celler kan ge specifika känsligheter fysiologiskt olika celltyper 10-14. Även om våra protokoll fokuserar på analys av spektrala känslighet, de grundläggande principerna för intracellulär inspelning med skarpa elektroder är modifierbara för andra tillämpningar. Med hjälp av en annan beredning av ett prov, till exempel, och med vassa kvarts elektroder, kan en spela in från djupare i synnerven lob eller andra regioner i hjärnan, beroende på den fråga som ställdes. Exempelvis svarstider av individuella fotoreceptorceller 15, cellaktivitet i optiken loberna 16 (lamina, medulla eller lobula 17), hjärna 18 eller annan ganglier 19 kan också spelas in med liknande tekniker, eller färg stimuli kunde ersättas med polarisation 20 -22 eller rörelse stimuli 23,24.

Ljusöverledningen, den process genom vilken ljusenergi absorberas och omvandlas till en elektrokemisk signal, är en gammal egenskap gemensam för nästan alla dagens djur phyla 25. Den visuella pigment som finns i ljusmätare celler och ansvarig för att initiera visuell ljusöverledningen är rhodopsin. Rodopsin i alla djur är uppbyggda av en opsin protein, en medlem av den 7 transmembran G-proteinkopplade receptorfamiljen, och en tillhörande kromofor som är härledd från retinal eller en liknande molekyl 26,27. Opsin aminosyrasekvens och kromofor struktur påverkar absorbansen av rhodopsin till olika ljusvåglängder. När en foton absorberas av kromoforen den rodopsin blir aktiverad, initiera en G-protein kaskad i cellen som i slutändan leder till öppnandet av membranbundna jonkanaler 28. Till skillnad från de flesta neuroner, ljusmätare celler genomgå graderade eventuella förändringar som kan mätas som en relativ förändring som svar amplitud med skiftande ljus stimulans. Typiskt en givenfotoreceptor typ uttrycker endast en opsin gen (även om undantag finns 8,10,29-31). Sofistikerad färgseende, av det slag som finns i många ryggradsdjur och leddjur, uppnås med ett komplext öga av hundratals eller tusentals ljusmätare celler vardera uttrycker en eller ibland flera rhodopsin typer. Visuell information fångas genom att jämföra svaren över fotoreceptorn mosaik via komplexa nedströms neurala signaleringen i ögat och hjärnan, vilket resulterar i uppfattningen av en bild komplett med färg och rörelse.

Efter mätning av den råa svar av en ljusmätare cell till olika våglängder av ljus via intracellulära inspelning, är det möjligt att beräkna dess spektrala känslighet. Denna beräkning bygger på principen om Univariance, där det sägs att en ljusmätare cell svar är beroende av antalet fotoner det absorberar, men inte på de särskilda egenskaperna hos de fotoner absorberar 32. Någon fotonen som är absorbed av rhodopsin kommer att framkalla samma typ av svar. I praktiken innebär detta att en cell rå responsamplitud kommer att öka på grund av antingen en ökning av ljusintensitet (fler fotoner att absorbera), eller en förskjutning i våglängd mot sin topp känslighet (högre sannolikhet för rhodopsin absorbera den våglängden). Vi utnyttjar denna princip i rör cellulära svar på kända intensitet och samma våglängd till svar på olika våglängder och samma intensitet men okända relativa känsligheten. Celltyper identifieras ofta av den våglängd vid vilken deras känslighetstoppar.

Här visar vi en metod för intracellulär registrering och analys av spektrala känslighet fotoreceptorer i ögat av en fjäril, med fokus på att göra den här metoden mer tillgänglig för en bredare forskarsamhället. Även intracellulära inspelning fortfarande vanligt i litteraturen, i synnerhet med avseende på färgseendet hos insekter, har vi funnit that beskrivningar av material och metoder är oftast alltför kort för att medge reproduktion av tekniken. Vi presenterar denna metod i videoformat med syfte att tillåta dess lättare replikering. Vi beskriver också den teknik med hjälp av lätt erhållas och prisvärd utrustning. Vi vänder oss till vanliga varningar som ofta inte redovisas, vilket bromsar forskning när man optimerar en ny och komplicerad teknik.

Protocol

Samtliga djur behandlades så mänskligt som möjligt. Insekter sändes som puppor från Costa Rica Entomological Supply, Costa Rica. 1. Heliconius Puppor Care Hang alla puppor avstånd 2-3 cm från varandra i en fuktig kammare med hjälp av insekter stift. Efter eclosion Låt vingar torka sedan hålla fjärilar vid liv åtminstone en dag i en fuktig kammare och mata en utspädd honung lösning dagligen före inspelning. Späd honung med vatten till ca 20% honung lösning i…

Representative Results

För många delar av inspelningen setup, gör en skriftlig beskrivning inte tillräckligt detaljerat. Figur 1 är en schematisk bild av de komponenter som hela inspelningen setup. I figur 2, är spektra ritas upp för vitt ljus och varje interferensfilter för att ge en känsla av varför en korrektionsfaktor som behövs och vad som krävs för att beräkna denna korrektion. Figur 3 visar bilder och ett diagram över Cardan arm som används för dessa experimen…

Discussion

Intracellulära inspelning kan vara en svår teknik att bemästra på grund av de många tekniska stegen. För framgångsrika experiment flera viktiga punkter måste beaktas. Det första är det viktigt att ha en korrekt vibrationsmässigt isolerad bord på vilket experimentet utförs. Många forskare använder luft tabeller som helt separata bordsskivan från basen, vilket ger överlägsen vibrationsisolering. Vår inställning innebär en tjock marmorbord med en sandlåda på toppen, i vilken är placerad mikromanipul…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Vi tackar sena Rudy Limburg för att tillverka kraftöverförings arm omkrets, Kimberly Jamison, Matthew McHenry och Raju Metherate för utlåning oss utrustning, och Almut Kelber och Kentaro Arikawa, för uppmuntran. Detta arbete stöddes av National Science Foundation (NSF) Graduate Research Fellowship till KJM och NSF bidrag IOS-1.257.627 till ADB

Materials

Butterfly pupae Several local species available, need USDA permits for shipping. Carolina Bio Supply has several insect species that may be ordered within the U.S. without the need for additional permits
Large plastic cylinder Any chamber that remains humidified will work
Insect pins, size 2 BioQuip 1208B2
100% Desert Mesquite Honey Trader Joe's Any honey or sucrose solution will work
Xenon Arc Lamp Oriel Instruments 66003 Oriel is now a part of Newport Corporation
Universal Power Supply Oriel Instruments 68805 Oriel is now a part of Newport Corporation
Optical Track Oriel Instruments 11190 Oriel is now a part of Newport Corporation
Rail Carrier, Large (2x) Oriel Instruments 11641 Oriel is now a part of Newport Corporation
Rail Carrier, Small (4x) Oriel Instruments 11647 Oriel is now a part of Newport Corporation
Thread Adaptor, 8-32 Male to 1/4-20 Male, pack of 10 Newport Corporation TA-8Q20-10
Optical Mounting Post, 1.0 in., 0.5 in. Dia. Stainless, 8-32 & 1/4-20 (5x) Newport Corporation SP-1
No Slip Optical Post Holder, 2 in., 0.5 in. Diameter Posts, 1/4-20 (5x) Newport Corporation VPH-2
Fixed lens mount, 50.8 mm Newport Corporation LH-2
Fixed lens mount, 25.4 mm Newport Corporation LH-1
Condenser lens assembly Newport Corporation 60006
Convex silica lens, 50.8 mm Newport Corporation SPX055
Six Position Filter Wheel, x2 Newport Corporation FW1X6
Filter Wheel Mount Hub Newport Corporation FWM
Concave silica lens, 25.4 mm Newport Corporation SPC034
Collimator holder Newport Corporation 77612
Collimating beam probe Newport Corporation 77644
Ferrule Converter, SMA Termination to 11 mm Standard Ferrule Newport Corporation 77670 This adapter allows the fiber optic to fit into the collimator holder 
600 μm diameter UV-vis fiber obtic cable Oriel Instruments 78367 Oriel is now a part of Newport Corporation
Shutter with drive unit Uniblitz 100-2B
UV Fused Silica Metallic ND Filter, 0.1 OD Newport FRQ-ND01
UV Fused Silica Metallic ND Filter, 0.3 OD Newport FRQ-ND03
UV Fused Silica Metallic ND Filter, 0.5 OD Newport FRQ-ND05
UV Fused Silica Metallic ND Filter, 1.0 OD Newport FRQ-ND10
UV Fused Silica Metallic ND Filter, 2.0 OD Newport FRQ-ND30
UV Fused Silica Metallic ND Filter, 3.0 OD Newport FRQ-ND50
LS-1-Cal lamp Ocean Optics LS-1-Cal
Spectrometer Ocean Optics USB-2000
SpectraSuite Software Ocean Optics
Interference bandpass filter, 300 nm  Edmund Optics 67749
Interference bandpass filter, 310 nm  Edmund Optics 67752
Interference bandpass filter, 320 nm  Edmund Optics 67754
Interference bandpass filter, 330 nm  Edmund Optics 67756
Interference bandpass filter, 340 nm  Edmund Optics 65614
Interference bandpass filter, 350 nm  Edmund Optics 67757
Interference bandpass filter, 360 nm  Edmund Optics 67760
Interference bandpass filter, 370 nm  Edmund Optics 67761
Interference bandpass filter, 380 nm  Edmund Optics 67762
Interference bandpass filter, 390 nm  Edmund Optics 67763
Interference bandpass filter, 400 nm  Edmund Optics 65732
Interference bandpass filter, 410 nm  Edmund Optics 65619
Interference bandpass filter, 420 nm  Edmund Optics 65621
Interference bandpass filter, 430 nm  Edmund Optics 65622
Interference bandpass filter, 440 nm  Edmund Optics 67764
Interference bandpass filter, 450 nm  Edmund Optics 65625
Interference bandpass filter, 460 nm  Edmund Optics 67765
Interference bandpass filter, 470 nm  Edmund Optics 65629
Interference bandpass filter, 480 nm  Edmund Optics 65630
Interference bandpass filter, 492 nm  Edmund Optics 65633
Interference bandpass filter, 500 nm  Edmund Optics 65634
Interference bandpass filter, 510 nm  Edmund Optics 65637
Interference bandpass filter, 520 nm  Edmund Optics 65639
Interference bandpass filter, 532 nm  Edmund Optics 65640
Interference bandpass filter, 540 nm  Edmund Optics 65642
Interference bandpass filter, 550 nm  Edmund Optics 65644
Interference bandpass filter, 560 nm  Edmund Optics 67766
Interference bandpass filter, 570 nm  Edmund Optics 67767
Interference bandpass filter, 580 nm  Edmund Optics 65646
Interference bandpass filter, 589 nm  Edmund Optics 65647
Interference bandpass filter, 600 nm  Edmund Optics 65648
Interference bandpass filter, 610 nm  Edmund Optics 65649
Interference bandpass filter, 620 nm  Edmund Optics 65650
Interference bandpass filter, 632 nm  Edmund Optics 65651
Interference bandpass filter, 640 nm  Edmund Optics 65653
Interference bandpass filter, 650 nm  Edmund Optics 65655
Interference bandpass filter, 660 nm  Edmund Optics 67769
Interference bandpass filter, 671 nm  Edmund Optics 65657
Interference bandpass filter, 680 nm  Edmund Optics 67770
Interference bandpass filter, 690 nm  Edmund Optics 65659
Interference bandpass filter, 700 nm  Edmund Optics 67771
Faraday cage Any metal structure will work that can be grounded and that fits the experimental setup.
Stereomicroscope, 6x, 12x, 25x, 50x magnification Wild Heerbrugg Wild M5 Any Stereomicroscope will do
Microscope stand with swinging arm and heavy base McBain Instruments Any heavy base with arm will do
Cardan arm Custom built, See Figure 4
Fiber-lite high intensity illuminator Dolan-Jenner MI-150 For lighting specimen
Fiber-lite goose-neck light guide Dolan-Jenner EEG 2823 Any goose-neck light guide will do
Marble table
Raised wooden table Hole should be cut through this table so that the sandbox can rest on the marble table underneath
Wooden box filled with sand custom built, any box with sand
Manipulator Carl Zeiss – Jena
Electrode holder
Specimen stage
Alligator clip wires for grounding
Insulated copper wire
Silver wire, 0.125 mm diameter World Precision Instruments AGW0510
BNC cables
Preamplifier with headstage Dagan Corporation IX2-700
Humbug Noise reducer Quest Scientific Humbug
Oscilloscope, 30MHz, 2CH, Dual Trace, Alt-triggering, without probe EZ Digital os-5030
BNC T-adapter
Powerlab hardware 2/20 ADI instruments ML820
Labchart software ADI instruments Chart 5
10 MHz Pulse Generator BK Precision 4030
Glass pipette puller Sutter Instruments P-87
Borosillicate glass capillaries with filament World Precision Instruments 1B120F-4
Potassium chloride, 3 M
Slotted plastic tube
Low melting temperature wax
Soldering Iron Weller
Platform with ball-and-socket magnetic base Hama photo and video
Double edge carbon steel, breakable razor blade Electron Microscopy Sciences 72004
Vaseline
Microsoft Excel Microsoft
DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Beckmann, H., et al. Spectral sensitivity in Onychophora (velvet worms) revealed by electroretinograms, phototactic behaviour and opsin gene expression. J. Exp. Biol. 218, 915-922 (2015).
  2. Leboulle, G., et al. Characterisation of the RNA interference response against the long-wavelength receptor of the honeybee. Insect Biochem. Mol. Biol. 43, 959-969 (2013).
  3. Martinez-Harms, J., et al. Evidence of red sensitive photoreceptors in Pygopleurus israelitus Coleoptera) and its implications for beetle pollination in the southeast Mediterranean. J. Comp. Physiol. A. 198, 451-463 (2012).
  4. Knox, B. E., et al. Heterologous expression of Limulus rhodopsin. J. Biol. Chem. 278, 40493-40502 (2003).
  5. Salcedo, E., Zheng, L., Phistry, M., Bagg, E. E., Britt, S. G. Molecular basis for ultraviolet vision in invertebrates. J. Neurosci. 23, 10873-10878 (2003).
  6. Salcedo, E., et al. Blue- and green-absorbing visual pigments of Drosophila: ectopic expression and physiological characterization of the R8 photoreceptor cell-specific Rh5 and Rh6 rhodopsins. J. Neurosci. 19, 10716-10726 (1999).
  7. Vilinsky, I., Johnson, K. G. Electroretinograms in Drosophila: robust and genetically accessible electrophysiological system for the undergraduate laboratory. J. Undergrad. Neurosci. Educ. 11, 149-157 (2012).
  8. Hu, X., Leming, M. T., Whaley, M. A., O’Tousa, J. E. Rhodopsin coexpression in UV photoreceptors of Aedes aegypti Anopheles gambiae mosquitoes. J. Exp. Biol. 217, 1003-1008 (2014).
  9. Telles, F. J., et al. Out of the blue: the spectral sensitivity of hummingbird hawkmoths. J. Comp. Physiol. A. 200, 537-546 (2014).
  10. Arikawa, K., Mizuno, S., Kinoshita, M., Stavenga, D. G. Coexpression of two visual pigments in a photoreceptor causes an abnormally broad spectral sensitivity in the eye of the butterfly Papilio xuthus. J. Neurosci. 23, 4527-4532 (2003).
  11. Arikawa, K., et al. An ultraviolet absorbing pigment causes a narrow-band violet receptor and a single-peaked green receptor in the eye of the butterfly Papilio. Vision Res. 39, 1-8 (1999).
  12. Cronin, T. W., Jarvilehto, M., Weckstrom, M., Lall, A. B. Tuning of photoreceptor spectral sensitivity in fireflies (Coleoptera: Lampyridae). J. Comp. Physiol. A. 186, 1-12 (2000).
  13. Skorupski, P., Doring, T. F., Chittka, L. Photoreceptor spectral sensitivity in island and mainland populations of the bumblebee, Bombus terrestris. J. Comp. Physiol. A. 193, 485-494 (2007).
  14. Stalleicken, J., Labhart, T., Mouritsen, H. Physiological characterization of the compound eye in monarch butterflies with focus on the dorsal rim area. J. Comp. Physiol. A. 192, 321-331 (2006).
  15. Skorupski, P., Chittka, L. Photoreceptor processing speed and input resistance changes during light adaptation correlate with spectral class in the bumblebee, Bombus impatiens. PLoS One. 6, 25989 (2011).
  16. Yang, E. -. C., Osorio, D. Spectral sensitivities of photoreceptors and lamina monopolar cells in the dragonfly, Hemicordulia tau. J. Comp. Physiol. A. 169, (1991).
  17. Yang, E. C., Lin, H. C., Hung, Y. S. Patterns of chromatic information processing in the lobula of the honeybee, Apis mellifera L. J. Insect Physiol. 50, 913-925 (2004).
  18. Rosner, R., Homberg, U. Widespread sensitivity to looming stimuli and small moving objects in the central complex of an insect brain. J. Neurosci. 33, 8122-8133 (2013).
  19. Trager, U., Homberg, U. Polarization-sensitive descending neurons in the locust: connecting the brain to thoracic ganglia. J. Neurosci. 31, 2238-2247 (2011).
  20. Heinze, S., Reppert, S. M. Sun compass integration of skylight cues in migratory monarch butterflies. Neuron. 69, 345-358 (2011).
  21. Greiner, B., Cronin, T. W., Ribi, W. A., Wcislo, W. T., Warrant, E. J. Anatomical and physiological evidence for polarisation vision in the nocturnal bee Megalopta genalis. J. Comp. Physiol. A. 193, 591-600 (2007).
  22. Stowasser, A., Buschbeck, E. K. Electrophysiological evidence for polarization sensitivity in the camera-type eyes of the aquatic predacious insect larva Thermonectus marmoratus. J. Exp. Biol. 215, 3577-3586 (2012).
  23. Osorio, D. Directionally selective cells in the locust medulla. J. Comp. Physiol. A. 159, 841-847 (1986).
  24. Nordström, K., Barnett, P. D., Moyer de Miguel, I. M., Brinkworth, R. S., O’Carroll, D. C. Sexual dimorphism in the hoverfly motion vision pathway. Curr. Biol. 18, 661-667 (2008).
  25. Plachetzki, D. C., Fong, C. R., Oakley, T. H. The evolution of phototransduction from an ancestral cyclic nucleotide gated pathway. Proc. Biol. Sci. 277, 1963-1969 (2010).
  26. Feuda, R., Hamilton, S. C., McInerney, J. O., Pisani, D. Metazoan opsin evolution reveals a simple route to animal vision. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 109, 18868-18872 (2012).
  27. Palczewski, K., et al. Crystal structure of rhodopsin: A G protein-coupled receptor. Science. 289, 739-745 (2000).
  28. Hardie, R. C., Raghu, P. Visual transduction in Drosophila. Nature. 413, 186-193 (2001).
  29. Katti, C., et al. Opsin co-expression in Limulus differential regulation by light and a circadian clock. J. Exp. Biol. 213, 2589-2601 (2010).
  30. Smith, W. C., Price, D. A., Greenberg, R. M., Battelle, B. A. Opsins from the lateral eyes and ocelli of the horseshoe crab, Limulus polyphemus. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 90, 6150-6154 (1993).
  31. Sison-Mangus, M. P., Bernard, G. D., Lampel, J., Briscoe, A. D. Beauty in the eye of the beholder: the two blue opsins of lycaenid butterflies and the opsin gene-driven evolution of sexually dimorphic eyes. J. Exp. Biol. 209, 3079-3090 (2006).
  32. Rushton, W. Review Lecture. Pigments and signals in colour vision. J. Physiol. 220, 1-31 (1972).
  33. Naka, K. I., Rushton, W. A. S-potentials from luminosity units in the retina of fish (Cyprinidae). J. Physiol. 185, 587-599 (1966).
  34. Lipetz, L. E., Loewenstein, W. R. . Handbook of Sensory Physiology. Vol. 1. Principles of Receptor Physiology. 1, 191-225 (1971).
  35. Matić, T., Laughlin, S. B. Changes in the intensity-response function of an insect’s photoreceptors due to light adaptation. J. Comp. Physiol. A. 145, 169-177 (1981).
  36. Evans, L. S., Peachey, N. S., Marchese, A. L. Comparison of three methods of estimating the parameters of the Naka-Rushton equation. Documenta Ophthalmologica. 84, 19-30 (1993).
  37. Aylward, G. W. A simple method of fitting the Naka-Rushton equation. Clinical Vision Sciences. 4, 275-277 (1989).
  38. Stavenga, D. G., Smits, R. P., Hoenders, B. J. Simple exponential functions describing the absorbance bands of visual pigment spectra. Vision Res. 33, 1011-1017 (1993).
  39. Bernard, G. D. Red-absorbing visual pigment of butterflies. Science. 203, 1125-1127 (1979).
  40. Ogawa, Y., et al. Coexpression of three middle wavelength-absorbing visual pigments in sexually dimorphic photoreceptors of the butterfly Colias erate. J. Comp. Physiol. A. 198, 857-867 (2012).
  41. Briscoe, A. D., Chittka, L. The evolution of color vision in insects. Annu. Rev. Entomol. 46, 471-510 (2001).
  42. Kelber, A., Thunell, C., Arikawa, K. Polarisation-dependent colour vision in Papilio butterflies. J. Exp. Biol. 204, 2469-2480 (2001).
  43. Kelber, A., Balkenius, A., Warrant, E. J. Scotopic colour vision in nocturnal hawkmoths. Nature. 419, 922-925 (2002).
  44. Koshitaka, H., Kinoshita, M., Vorobyev, M., Arikawa, K. Tetrachromacy in a butterfly that has eight varieties of spectral receptors. Proc. Biol. Sci. 275, 947-954 (2008).
  45. Blackiston, D., Briscoe, A. D., Weiss, M. R. Color vision and learning in the monarch butterfly, Danaus plexippus (Nymphalidae). J. Exp. Biol. 214, 509-520 (2011).
  46. Sison-Mangus, M. P., Briscoe, A. D., Zaccardi, G., Knuttel, H., Kelber, A. The lycaenid butterfly Polyommatus icarus uses a duplicated blue opsin to see green. J. Exp. Biol. 211, 361-369 (2008).
  47. Schneuwly, S., et al. Drosophilia ninaA gene encodes an eye-specific cyclophilin (cyclosporine A binding protein). Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. , (1989).
  48. Luan, Z., Reddig, K., Li, H. S. Loss of Na(+)/K(+)-ATPase in Drosophila leads to blindness and age-dependent neurodegeneration. Exp. Neurol. 261, 791-801 (2014).

Tags

Photoreceptor CellSpectral SensitivityIntracellular RecordingsInsect Compound EyeFiltering PigmentsSpectral SensitivitiesMicroelectrodePotassium ChlorideButterflyProboscisAntennaeWingsAbdomenReference ElectrodeCorneaVaselineHead StageAlligator ClipsElectrode HolderPotassium Chloride Solution

Play Video
PDF
DOI
DOWNLOAD MATERIALS LIST
Cite This Article
McCulloch, K. J., Osorio, D., Briscoe, A. D. Determination of Photoreceptor Cell Spectral Sensitivity in an Insect Model from In Vivo Intracellular Recordings. J. Vis. Exp. (108), e53829, doi:10.3791/53829 (2016).
Download Citation
Reprints and Permissions

View Video

✖

To prove you're not a robot, please enter the text in the image below

CAPTCHA Image
Play CAPTCHA Audio
Refresh Image