드물게 사용되는 전기생리학적 기록 방법인 염기 기록은 기존의 기록 방법으로는 검사할 수 없는 맛 코딩의 특징을 분석할 수 있습니다. 또한 염기 기록을 통해 기존의 전기생리학적 방법으로는 연구할 수 없는 소수성 자극에 대한 맛 반응을 분석할 수 있습니다.
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이 논문에서
요약
초록
곤충은 끝에 구멍이 있는 털 또는 센실라(sensilla)를 통해 외부 세계를 맛봅니다. 감각이 잠재적인 먹이 공급원과 접촉하면 먹이 공급원의 화합물이 기공을 통해 들어가 내부의 뉴런을 활성화합니다. 50년 이상 동안 이러한 응답은 팁 녹음이라는 기술을 사용하여 기록되어 왔습니다. 그러나 이 방법은 자극 접촉 전후에 신경 활동을 측정할 수 없고 타탄트가 수용액에 용해되어야 한다는 요구 사항을 포함하여 주요 제한 사항이 있습니다. 여기에서는 이러한 한계를 극복하는 기본 기록이라고 하는 기술에 대해 설명합니다. 기본 기록을 통해 자극 전, 도중, 후의 미각 뉴런 활동을 측정할 수 있습니다. 따라서 미각 자극 후에 발생하는 OFF 반응을 광범위하게 분석할 수 있습니다. 물에 대한 용해도가 매우 낮은 장쇄 페로몬과 같은 소수성 화합물을 연구하는 데 사용할 수 있습니다. 요약하면, 염기 기록은 신경 활동을 측정하는 수단으로서 단일 감각 전기 생리학의 이점(유전 도구 없이도 높은 공간 및 시간 해상도)을 제공하고 기존 팁 기록 기술의 주요 한계를 극복합니다.
서론
초파리를 포함한 곤충은 주변 환경에서 복잡한 화학 정보를 추출할 수 있는 정교한 미각 시스템을 타고났습니다. 이 시스템을 통해 다양한 물질의 화학 조성을 식별할 수 있어 영양가가 있는 물질과 해로운 물질을 구별할 수 있습니다 1,2.
이 시스템의 핵심에는 다양한 신체 부위에 전략적으로 위치한 미모 또는 감각으로 알려진 특수 구조가 있습니다. 초파리에서 이 센실라는 파리 머리 1,2,3,4의 주요 미각 기관인 라벨럼과 다리와 날개 1,2,5,6에 있습니다. labellum은 주둥이의 끝에 위치하며 두 개의 엽(
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프로토콜
다음 프로토콜은 Yale University의 모든 동물 관리 지침을 준수합니다.
1. 파리
- 새로 출현한 파리 10-15마리를 25°C 및 60% 상대 습도에서 12:12 시간의 명암 주기로 신선한 표준 배양 바이알에 넣습니다.
- 생후 3-7 일 된 파리를 사용하십시오.
2. 화학감각 자극
- 사용 가능한 가장 높은 순도의 화학 감각 자극을 얻습니다. 사용할 때까지 공급업체에서 권장하는 대로 보관하십시오.
- 화학 감각 자극을 용해시키고 물 또는 파라핀 오일과 같은 다른 원하는 무독성 용매에 원하는 농도로 희석합니다. 용해된 고체 화합물의 경우 준비된 용액을 최소 1시간 동안 저어줍니다.
3. 유리 자극 모세관
- 피펫 풀러 기기를 사용하여 붕규산 유리 모세관(길이 100mm, 외경 1mm, 내경 0.58mm)에서 자극을 고정하기 위해 유리 모세관을 당깁니다. 3 μm에서 10 μm 사이의 팁 직경을 달성하는 것을 목표로 합니다.
- micro....
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결과
그림 4A는 감각에서 발생하는 자발적인 스파이크를 보여줍니다. 그들은 진폭에 따라 두 가지 부류로 나뉘며, 더 큰 스파이크는 쓴 화합물에 민감한 뉴런에서 파생되고 작은 스파이크는 당에 반응하는 뉴런에서 파생됩니다. 스파이크 진폭과 기능적 특이성 사이의 관계는 유전자 실험 4,14,37,38,39에 의해 확증되었습니다.
그림 4B 는 DEET의 냄새에 대한 S5 감각의 쓴맛에 민감한 뉴런의 반응을 보여줍니다. 이 반응은 DEET 용액과 센실럼 사이에 어떠한 접촉도 없이 발생했습니다. 하나.......
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토론
일부 유형의 감각 세포의 녹음에서는 서로 다른 뉴런의 스파이크를 구별하는 것이 어려울 수 있습니다. 예를 들어, S 및 I sensilla의 당 뉴런과 기계 감각 뉴런은 유사한 진폭의 스파이크를 생성하여 구별하기 어렵게 만듭니다 4,14. 우리는 매우 날카로운 텅스텐 기록 전극을 사용하면 기록 전극의 신중한 배치와 마찬가지로 기계 감각 뉴런의 발화가 감소한다는 것을 발견했습니다. 기록 전극을 감각 소켓의 칼라에 삽입하면(즉, 기저부에 삽입되지만 깊지 않음) 종종 기계적 감각 자극이 감소합니다. 또한, 기록이 기계감각 뉴런의 발화 수준이 높은 경우, 기록 전극을 빼내고 감각에 비해 다른 위치에 배치하면 종종 발화 수준이 낮아진다는 것을 발견했습니다.
실험 전반에 걸쳐 기록 전극의 안정성을 보장하는 것은 또 다른 중요한 문제입니다(
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공개 사항
저자는 공개할 이해 상충이 없습니다.
감사의 글
도움을 주신 Zina Berman, 원고에 대한 의견을 주신 Lisa Baik, 그리고 토론에 참여해 주신 Carlson 연구소의 다른 분들께 감사드립니다. 이 작업은 H.K.M.D.에 대한 NIH 보조금 K01 DC020145 지원되었습니다. NIH는 J.R.C.에 R01 DC02174, R01 DC04729 및 R01 DC011697을 부여합니다.
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재료
| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| 현미경 | Olympus | BX51WI | 50X 대물렌즈(LMPLFLN 50X, Olympus)와 10X 접안렌즈가 장착되어 있습니다. |
| 방진 테이블 | TMC | 63-7590E | |
| 전동 미세 조작기 | Harvard Apparatus 및 Mä rzhä 사용자 | Micromanipulators Micromanipulator PM 10 Piezo Micromanipulator | |
| Mä rzhä 사용자 Micromanipulators | MM33 Micromanipulator | ||
| 마그네틱 스탠드 | ENCO | 모델 #625-0930 | |
| 참조 및 기록 전극 홀더 | Ockenfels Syntech GmbH | ||
| Stimulus glass capillary | Holder Ockenfels Syntech GmbH | ||
| Universal Single Ended Probe | Ockenfels Syntech GmbH | ||
| 4채널 USB 획득 컨트롤러, IDAC-4 | Ockenfels Syntech GmbH | ||
| 자극 컨트롤러 | Ockenfels Syntech GmbH | 자극 컨트롤러 CS 55 | |
| 개인용 컴퓨터 | Dell | Vostro | 디지털 획득 시스템 및 소프트웨어와의 호환성 확인 |
| Tungsten Rod | A-M Systems | Cat#716000 | |
| 알루미늄 호일 및/또는 패러데이 케이지 | 전자기 노이즈 차폐 | ||
| 붕규산 유리 모세 나무 세계 | 정밀 기기 | 1B100F-4 | |
| 피펫 풀러 | 셔터 기기 회사 | 모델 P-97 화염 / 갈색 마이크로 피펫 풀러 | |
| 실체 현미경 | 올림푸스 | VMZ 1x-4x | 플라이 준비 |
| p200 피펫 팁 | 일반 | ||
| 마이크로로더 팁 | Eppendorf | E5242956003 | |
| 1 ml 주사기 | Generic | ||
| 악어 클립 | |||
| 파워 트랜스포머 | STACO ENERGY PRODUCTS | STACO 3PN221B | P1000 피펫 팁, 유연한 플라스틱 튜브 및 메쉬로 조립 |
| 모델링 클레이 | 일반 | ||
| 집게 | 일반 | ||
| 플라스틱 튜빙 | 세인트 고베인 | 타이곤 S3&트레이드; E-3603 | |
| 표준 배양 바이알 | Archon Scientific | Narrow 1-oz 폴리스티렌 베일, 각각 10mL의 포도당 배지가 있으며 셀룰로오스 아세테이트 플러그가 사전 로드됨 | |
| 베르베린 클로라이드(BER) | 시그마-알드리치 | Cat# Y0001149 | |
| 디나토늄 벤조에이트(DEN) | 시그마-알드리치 | Cat# D5765 | |
| N,N-디에틸-m-톨루아미드(DEET) | 시그마-알드리치 | Cat# 36542 |
참고문헌
- Joseph, R. M., Carlson, J. R. Drosophila chemoreceptors: a molecular interface between the chemical world and the brain. Trends Genet. 31 (12), 683-695 (2015).
- Montell, C. Drosophila sensory receptors-a set of molecular Swiss Army Knives. Genetics.
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재인쇄 및 허가
