Функциональный анализ из питания личинок округа в Дрозофилы</i
Summary
Схема питания в Дрозофилы личинок служит простой, но мощный модель, которая позволяет изменения в скорости подачи, коррелирует с изменениями в стоматогастральных нервной схемы. Эта схема состоит из нейронов центральной серотонинергической, которые посылают проекции к устью крючков, а также передней кишки.
Abstract
Схема серотонинергической кормления в Дрозофилы личинок может быть использован для исследования нейронных субстратов решающее значение при разработке схемы. Использование функциональной выход схемы, кормление, изменения в нейронной архитектуры стоматогастральных системы могут быть визуализированы. Кормление поведение может быть записано, наблюдая скорость втягивания рта крючков, которые получают иннервацию от мозга. Поведение опорно-двигательного аппарата используется в качестве физиологического контроля для кормления, поскольку личинки использовать их рот крючки, чтобы пройти через агар субстрата. Изменения в пищевом поведении может быть соотнесена с аксонов архитектуры невриты, иннервирующих кишечник. Использование иммуногистохимию можно визуализировать и количественно эти изменения. Неправильное обращение с личинками во поведения парадигм может изменить данные, как они очень чувствительны к манипуляциям. Правильное томография аксонов архитектуры иннервирующихкишка имеет решающее значение для точного количественного определения количества и размера варикоз, а также от степени узлов ветвления. Анализ большинства схем позволяют только для визуализации аксонов архитектуры или поведенческих эффектов, однако, эта модель позволяет соотнести функциональную выход схемы с нарушениями нейронов архитектуры.
Introduction
Дрозофилы является чрезвычайно мощным модельной системой для изучения развития нервной цепи из-за времени быстрое поколения, низкий экспериментальной стоимости, а также возможность манипулировать и контролировать генетических и экологических факторов. Нейрогенез, нейронов вывод путь и синаптогенез сохраняются между людьми и дрозофилы, поэтому механизмы в создание, поддержание и изменение нейронных цепей сохраняются также.
Классические нейротрансмиттеров, таких как серотонин (5-гидрокситриптамин, или 5-НТ) может служить в качестве факторов роста, прежде чем принимать их роли в качестве сигнальных молекул в зрелой нервной цепи 1-3 Предыдущие исследования показали, что возмущенные уровни 5-HT во время эмбриогенеза изменить связность зрелых нейронов 4. Другие показали, что эктопической применение 5-НТ в культивируемых нейронах Helisoma подавлять рост нейритов, а также синаптогенез 5-7. В Drosophila, с развитием уровни 5-НТ обратно пропорциональны числу варикозной и размера, а также от степени aborization, вдоль длины нейритов, выступающих в передней кишки от ЦНС 8.
Нейротрансмиссии серотонина, как было показано, чтобы модулировать кормления поведения в различных видов, включая Drosophila 8-9. Схема подачи у дрозофилы является относительно простая схема, которая может быть использована в качестве модели для корреляции функциональную выход (подачи) с изменениями в развитии аксонов прогнозов от мозга к передней кишки. Schoofs др.. показали, что дрозофилы питания личинок регулируется центральными генераторами шаблонов, которые влияют на мускулатуру 10. Хотя конкретный мышечная анатомия не совсем понял, было показано, что усиков нерв, верхнечелюстной нерв, и переднегрудной добавочный нерв отвечает за мышечных целей, участвующих впищевого поведения. Большинство данных, связанные с мускулатуры и нервных анатомию беспозвоночных кормления ограничивается Calliphora личинок.
Скорость подачи второй личинок возрастной стадии можно оценить с помощью втягивания в cephalopharyngeal склеритов (рот крючков), и является воспроизводимым и высокой пропускной. В cephalopharyngeal пластины иннервируются волокнами из центральных нейронов 5-НТ с помощью фронтальной нерва. Железистого или передней кишки, иннервируется серотонергических волокон (recurrens нерв), что расположенный пучком в средней кишке и несут ответственность за сокращениями передней кишки (рис. 1) 11-12. Изменения в аксонов разветвления, а также количество и размер варикоз по длине аксонов, могут быть количественно с помощью иммуногистохимических методов. Манипулирование нейронов 5-НТ в процессе разработки, прямо или косвенно, может изменить функциональное вывод этой схемы питания, которые могут быть осмотрены и коррелирует с изменениями в morpholoGY архитектуры нейритов.
Protocol
Representative Results
Discussion
Ненормальная развитие серотонинергической стоматогастральных цепи, которое происходит во время позднего эмбриогенеза, повлияет на его зрелый функцию. Изменения в архитектуре невритного иннервирующих кишечник можно соотнести с функциональной выходе схемы, которая скорость подачи (?…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Авторы хотели бы выразить признательность исследовательский фонд Президента от Сент-Луиса, присужденную БСС
Materials
| Eclipse E-800 Microscope | Nikon Instruments | ||
| Neuroleucida | MBF Biosciences | NL-15 | Used to analyze gut fiber architecture, not necessary to have |
| Northern Eclipse | Empix Inc | Imaging software | |
| G-2E/C TRITC EX 528-553 | Nikon Instruments | 96312 | Filter for specific secondary antibody |
| N.A. 0.75; W.D. 0.72 mm; DIC Prism: 40xI, 40x I-C; Spring loaded | Nikon Instruments | MRH00400 | Objective used for imaging |
| Simple Neurite Tracer | NIH Image J | http://fiji.sc/Simple_Neurite_Tracer |
Referências
- Weiss, E., Maness, P., Lauder, J. Why do neurotransmitters act like growth factors?. Perspect Dev Neurobiol. 5, 323-335 .
- Herlenius, E., Lagercrantz, H. Neurotransmitters and neuromodulators during early human development. Early Hum. Dev. 65, 21-37 .
- Budnik, V., Wu, C., White, K. Altered branching of serotonin-containing neurons in Drosophila mutants unable to synthesize serotonin and dopamine. J. Neurosci. 9, 2866-2877 (1989).
- Sodhi, M., Sanders-Bush, E. Serotonin and brain development. International Review of Neurobiol. 59, 111-174 (2004).
- Goldberg, J., Kater, S. Expression and function of the neurotransmitter serotonin during development of the Helisoma nervous system. Dev. Biol. 131, 483-495 (1989).
- Goldberg, J. Serotonin regulation of neurite outgrowth in identified neurons from mature and embryonic Helisoma triyolvis. Perspect Dev Neurobiol. 5, 373-387 (1998).
- Haydon, P., McCobb, P., Kater, S. Serotonin selectively inhibits growth cone motility and synaptogenesis of specific identified neurons. Sci. 226, 561-564 (1984).
- Neckameyer, W. S. A trophic role for serotonin in the development of a simple feeding circuit. Dev. Neurosci. 32, 217-237 .
- De Vry, J., Schreiber, R. Effects of selected serotonin 5-HT 1 and 5-HT 2 receptor agonists on feeding behavior: possible mechanisms of action. Neurosci. Biobehav. Rev. 24, 341-353 (2000).
- Schoofs, A., Niederegger, S., van Ooyen, A., Heinzel, H., Spieß, R. The brain can eat: Establishing the existence of a central pattern generator for feeding in third instar larvae of Drosophila virilis and Drosophila melanogaster. J. Insect Physiol. 56, 695-705 (2010).
- Spieß, R., Schoofs, A., Heinzel, H. Anatomy of the stomatogastric nervous system associated with the foregut in Drosophila melanogaster and Calliphora vicin third instar larvae. J. Morphol. 269, 272-282 (2008).
- Neckameyer, W. S., Bhatt, P. Neurotrophic actions of dopamine on the development of a serotonergic feeding circuit in Drosophila melanogaster. Biomed Cent NeuroSci. 13, 26 (2012).
- Sewall, D., Burnet, B., Connolly, K. Genetic analysis of larval feeding behavior in Drosophila melanogaste. Genet. Res. 24, 163-173 (1975).
- Joshi, A., Mueller, L. Evolution of higher feeding rate in Drosophila due to density-dependent natural selection. Evolution. 42, 1090-1093 (1988).
- Budnik, V., Wu, C., White, K. Altered branching of serotonin-containing neurons in Drosophila mutants unable to synthesize serotonin and dopamine. J. Neurosci. 9, 2866-2877 (1989).
- Sykes, P., Condron, B. Development and sensitivity to serotonin of Drosophila varicosities in the central nervous system. Dev. Biol. 286, 207-216 (2005).
- Garrity, P. A., Goodman, M. B., Samuel, A. D., Sengupta, P. Running hot and cold: behavioral strategies, neural circuits, and the molecular machinery for thermotaxis inC. elegansand Drosophila. Genes Dev. 24, 2365-2382 (2010).
- McKemy, D. D. Temperature sensing across species. Pflugers Archives. 454, 777-791 (2007).
