Mit Affordable LED Arrays für Photo-Stimulation von Neuronen
Summary
Adult-geboren Neuronen exprimiert ChR2 kann in Scheiben elektrophysiologischen Vorbereitungen manipuliert werden, um ihren Beitrag zur Funktion des olfaktorischen neuronale Schaltkreise zu untersuchen.
Abstract
Standard-Scheibe Elektrophysiologie konnten die Forscher einzelnen Komponenten des neuronalen Schaltkreisen durch die Aufnahme elektrischen Reaktionen der einzelnen Zellen in Reaktion auf elektrische oder pharmakologische Manipulationen 1,2 Sonde. Mit der Erfindung von Methoden zur optischen Kontrolle genetisch gezielt Neuronen (Optogenetik), Forscher haben nun ein beispielloses Maß an Kontrolle über bestimmte Gruppen von Neuronen in der Standard-Scheibe Vorbereitung. Insbesondere erlaubt lichtempfindliche Channelrhodopsin-2 (ChR2) Forscher Neuronen mit Licht 3,4 aktivieren. Durch die Kombination sorgfältige Kalibrierung des LED-basierte Photostimulation von ChR2 mit Standard-Scheibe Elektrophysiologie, sind wir in der Lage, mit mehr Details Sonde die Rolle der Erwachsenen-geboren Interneuronen im Riechkolben, die erste zentrale Relais des olfaktorischen Systems. Mit viralen Ausdruck ChR2-YFP speziell im Erwachsenenalter geboren Neuronen, können wir selektiv steuern, junge Erwachsene geboren Neuronen in einem Milieu älter eind reifen Neuronen. Unsere optische Kontrolle benutzt eine einfache und kostengünstige LED-System, und wir zeigen, wie dieses System kalibriert werden, um zu verstehen, wie viel Licht benötigt wird, zu evozieren spiking Aktivität in einzelnen Neuronen werden. Somit können kurze Blitze aus blauem Licht fernsteuern das Feuern Muster von ChR2-transduzierten neugeborenen Zellen.
Protocol
Discussion
In den letzten Jahren haben zu einer Explosion in der Popularität von optogenetische Werkzeuge für die neurowissenschaftliche Forschung 6 zu sehen. Als Ergebnis wird es immer wichtiger, um die Hürde für Labors wollen beginnen mit diesen neuen Instrumenten zu senken. Hier beschreiben wir, wie eine einfache und kostengünstige Nachrüstung und Kalibrierung eines herkömmlichen Patch-Clamp-rig durchzuführen, so dass es Full-Field-optische Stimulation Channelrhodopsin-exprimierenden Neuronen tun können. Ins…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Diese Arbeit wurde von der Versicherungsgesellschaft "AG2R-La-Mondiale", Ecole des Neurosciences de Paris (ENP), die Agence Nationale de la Recherche "ANR-09-neur-004" im Rahmen des "ERA-NET NEURON unterstützt "des RP7-Programm von der Europäischen Kommission und der Pasteur-Stiftung. Sebastien Wagner wurde von den Letten Foundation unterstützt.
Materials
| Material | Tipo | Company | Catalogue No. |
| Ketamine | 100 mg/ml | Imalgène 1000 | |
| Xylazine | 2% | Rompun | |
| NaCl | &nbps; | Sigma | S5886 |
| KCl | Sigma | P5405 | |
| MgSO4 | Sigma | M1880 | |
| NaHCO3 | Sigma | S5761 | |
| NaHPO4 | Sigma | S5011 | |
| Glucose | Sigma | G7021 | |
| CaCl2 | Sigma | C7902 | |
| Agarose | Sigma | A9539 | |
| Pipette Puller | P-97 | Sutter | |
| Glass Capillaries | 1.5 mm O.D./1.17 mm I.D. | Harvard Apparatus | GC150T-10 |
| LED array | Bridgelux | BXRA-C2000 | |
| Collimating lens | 40 mm beam diameter | Thor Labs | LEDC1 |
| Power supply | 2.8 amp | A1W Electronik | HKO2800 |
| Optical power meter | Thor Labs | PM 100 | |
| Heatsink | Silent Boost K8 | Thermaltake | A1838 |
| Fan | Silent Boost K8 | Thermaltake | A1838 |
| Vibratome | Leica | VT1200S |
Referências
- Nissant, A. Adult neurogenesis promotes synaptic plasticity in the olfactory bulb. Nature Neuroscience. 12, 728-730 (2009).
- Apicella, A. Pyramidal Cells in Piriform Cortex Receive Convergent Input from Distinct Olfactory Bulb Glomeruli. Journal of Neuroscience. 30, 14255-14260 (2010).
- Boyden, E. S. genetically targeted optical control of neural activity. Nature. 8, 1263-1263 (2005).
- Bardy, C. where new inhibitory neurons release neurotransmitters in the adult olfactory bulb. The Journal of Neuroscience. 30, 17023-17034 (2010).
- Grubb, M. S. Functional maturation of the first synapse in olfaction: development and adult neurogenesis. The Journal of neuroscience. 28, 2919-2932 (2008).
- Zhang, F. Circuit-breakers: optical technologies for probing neural signals and systems. Nature reviews. Neuroscience. 8, 577-581 (2007).
- Grossman, N. Multi-site optical excitation using ChR2 and micro-LED array. Journal of neural engineering. 7, 16004-16004 (2010).
- Dhawale, A. K. Non-redundant odor coding by sister mitral cells revealed by light addressable glomeruli in the mouse. Nature neuroscience. 13, 1404-1412 (2010).
- Weick, J. P. Functional control of transplantable human ESC-derived neurons via optogenetic targeting. Stem cells. 28, 2008-2016 (2010).
- Toni, N. Neurons born in the adult dentate gyrus form functional synapses with target cells. Nature Neuroscience. 11, 901-907 (2008).
- Grubb, M. S., Burrone, J. Channelrhodopsin-2 Localised to the Axon Initial Segment. PLoS ONE. 5, e13761-e13761 .
- Tye, K. M. Amygdala circuitry mediating reversible and bidirectional control of anxiety. Nature. 471, 358-362 (2011).
