Morfolojik analiz Drosophila Larvaların Periferik Duyusal Nöron Dendritler ve Aksonlar
Summary
Dendritik arborization duyusal nöronlar<em> Drosophila</em> Larva periferik sinir sisteminin genel ve nöron nöron farklılaşma sınıfa özel mekanizmaları aydınlatmak için faydalı model vardır. Biz dendritik arborization nöron genetik mozaikleri oluşturmak ve analiz etmek için pratik bir rehber sunuyoruz.
Abstract
Sinir sistemi gelişimi doğru nöron sınıfa özel dendritik gelişim ve aksonal kablo takip nöron konumu ve kimliği, doğru özellikleri gerektirir. Son zamanlarda Drosophila larva periferik sinir sistemi (PNS) dendritik arborization (DA) duyusal nöron nöron farklılaşma iki genel ve özel sınıf mekanizmaları aydınlatmak için güçlü bir genetik model haline gelmiştir . Dört ana DA nöron sınıfları (I-IV) 1 vardır. Dendrit çardak karmaşıklığı artan sırasına göre adlandırılır ve kendi farklılaşma 2-10 genetik kontrol özel sınıf farklılıkları vardır. 1) DA nöron dendrit çardak yayılır meyve sineği güçlü genetik araçlar, 2) yararlanmak: Çünkü DA duyusal sistem dendritik morfoloji 11-13 kontrol arkasındaki moleküler mekanizmalarının araştırılması için pratik bir model bir optik cle altında sadece 2 boyutlu olarakar larva manikür) kolay in vivo yüksek çözünürlüklü, 3 görselleştirmek için sınıfa özel çeşitliliğin dendritik morfoloji) basit vs yüksek dallı dendritik ağaçlar oluşumunu kontrol anahtar öğeleri bulmak için karşılaştırmalı bir analizini kolaylaştırır ve 4 basmakalıp dendritik çardak şekilleri farklı DA nöronlarının morfometrik istatistiksel analizler kolaylaştırır.
DA nöron aktivitesi, larva lokomosyon merkezi desen jeneratör 14-16 çıkış değiştirir . Farklı DA nöron sınıfları farklı duyusal yöntemleri var ve bunların aktivasyon 14,16-20 farklı davranışsal tepkiler ortaya çıkarır. Ayrıca farklı sınıflar, ventral sinir kablosunu Drosophila larva merkezi sinir sistemi (VNC) 21 basmakalıp aksonal projeksiyonlar gönderir . Bu tahminler, dendritik alanında 7,22 vücut duvarı DA nöron duyusal yöntemidir ve pozisyon hem topografik gösterimleri ile sona erdirme, 23. DA aksonal projeksiyonlar Bu nedenle muayene topografik harita 7,22,23 yanı sıra, basit bir devre modüle larval lokomosyon 14-17 kablolama altında yatan mekanizmaları aydınlatmak için kullanılabilir .
Biz burada MARCM (Mozaik Repressible Hücre Marker Analizi) 1,10,25 ve Flp-22,26,27 teknikleri (Şekil 1 özetlenmiştir) ile 24 işaretleme DA nöronlar oluşturmak ve genetik mozaikler analiz için pratik bir rehber sunuyoruz.
Protocol
Discussion
Drosophila larva DA nöron modeli mekanizmalarının araştırılması için mükemmel bir genetik sistem sağladığı kontrolü nöron morfolojisi ve devre oluşumu. MARCM genel etiketleme ve mutant DA nöron klonları üretmek için kullanılır. MARCM için bir pan-nöral (örneğin Gal4 C155) ya da nöron spesifik bir sürücü kullanır . Bir pan-nöral sürücüsü kullanarak doğrudan kamu stok merkezlerinde yaygın olarak çeşitli stokları kullanmak mümkündür. MSS işar…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Yazarlar, finansman için RIKEN teşekkür ederiz. Ayrıca genetik ve immünhistokimya protokolleri ile ilgili tartışmalar için, Çağrı Başel Yalgin, Caroline Delandre ve Jay Parrish teşekkür ederim.
Materials
| Name of the reagent | Company | Catalogue number | Comments (optional) |
|---|---|---|---|
| SZX16 fluorescence dissection microscope (with GFPHQ filter) | Olympus | SZX16 | |
| Live Insect Forceps | FST | 26030-10 | |
| 26mm x 76mm depression slide glass | Toshinriko Co. | T8-R004 | |
| Sylgard 184 (or Silpot 184) | Dow Corning | 3097358-1004 | |
| Poly-L-lysine | Sigma | P-1524 | This product has proven most effective |
| DPX mounting medium | Sigma | 44581 | |
| Rabbit anti-GFP | Invitrogen | A-11122 | Dilution 1:500 |
| Rat anti-CD8 | Caltag | 5H10 | Dilution 1:200 |
| Mouse anti-CD2 | AbD serotec | MCA443R | Dilution 1:700 |
| Mouse anti-Fasciclin2 | DSHB | 1D4 | Dilution 1:10 |
References
- Grueber, W. B., Jan, L. Y., Jan, Y. N. Tiling of the Drosophila epidermis by multidendritic sensory neurons. Development. 129, 2867-2878 (2002).
- Crozatier, M., Vincent, A. Control of multidendritic neuron differentiation in Drosophila: the role of Collier. Dev Biol. 315, 232-242 (2008).
- Hattori, Y., Sugimura, K., Uemura, T. Selective expression of Knot/Collier, a transcriptional regulator of the EBF/Olf-1 family, endows the Drosophila sensory system with neuronal class-specific elaborated dendritic patterns. Genes Cells. 12, 1011-1022 (2007).
- Jinushi-Nakao, S. Knot/Collier and cut control different aspects of dendrite cytoskeleton and synergize to define final arbor shape. Neuron. 56, 963-978 (2007).
- Sugimura, K., Satoh, D., Estes, P., Crews, S., Uemura, T. Development of morphological diversity of dendrites in Drosophila by the BTB-zinc finger protein abrupt. Neuron. 43, 809-822 (2004).
- Li, W., Wang, F., Menut, L., Gao, F. B. BTB/POZ-zinc finger protein abrupt suppresses dendritic branching in a neuronal subtype-specific and dosage-dependent. 43, 823-834 (2004).
- Zlatic, M., Landgraf, M., Bate, M. Genetic specification of axonal arbors: atonal regulates robo3 to position terminal branches in the Drosophila nervous system. Neuron. 37, 41-51 (2003).
- Grueber, W. B., Ye, B., Moore, A. W., Jan, L. Y., Jan, Y. N. Dendrites of distinct classes of Drosophila sensory neurons show different capacities for homotypic repulsion. Curr Biol. 13, 618-626 (2003).
- Grueber, W. B., Jan, L. Y., Jan, Y. N. Different levels of the homeodomain protein cut regulate distinct dendrite branching patterns of Drosophila multidendritic neurons. Cell. 112, 805-818 (2003).
- Moore, A. W., Jan, L. Y., Jan, Y. N. hamlet, a binary genetic switch between single- and multiple- dendrite neuron morphology. Science. 297, 1355-1358 (2002).
- Gao, F. B., Brenman, J. E., Jan, L. Y., Jan, Y. N. Genes regulating dendritic outgrowth, branching, and routing in Drosophila. Genes Dev. 13, 2549-2561 (1999).
- Corty, M. M., Matthews, B. J., Grueber, W. B. Molecules and mechanisms of dendrite development in Drosophila. Development. 136, 1049-1061 (2009).
- Moore, A. W. Intrinsic mechanisms to define neuron class-specific dendrite arbor morphology. Cell Adh. Migr. 2, 81-82 (2008).
- Hughes, C. L., Thomas, J. B. A sensory feedback circuit coordinates muscle activity in Drosophila. Mol. Cell. Neurosci. 35, 383-396 (2007).
- Nishimura, Y. Selection of Behaviors and Segmental Coordination During Larval Locomotion Is Disrupted by Nuclear Polyglutamine Inclusions in a New Drosophila Huntington’s Disease-Like Model. J Neurogenet. 24, 194-206 (2010).
- Song, W., Onishi, M., Jan, L. Y., Jan, Y. N. Peripheral multidendritic sensory neurons are necessary for rhythmic locomotion behavior in Drosophila larvae. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 104, 5199-5204 (2007).
- Hwang, R. Y. Nociceptive neurons protect Drosophila larvae from parasitoid wasps. Curr Biol. 17, 2105-2116 (2007).
- Xiang, Y. Light-avoidance-mediating photoreceptors tile the Drosophila larval body wall. Nature. 468, 921-926 (2010).
- Cheng, L. E., Song, W., Looger, L. L., Jan, L. Y., Jan, Y. N. The role of the TRP channel NompC in Drosophila larval and adult locomotion. Neuron. 67, 373-380 (2010).
- Babcock, D. T., Landry, C., Galko, M. J. Cytokine signaling mediates UV-induced nociceptive sensitization in Drosophila larvae. Curr Biol. 19, 799-806 (2009).
- Hafer, N., Schedl, P. Dissection of Larval CNS in Drosophila Melanogaster. J. Vis. Exp. (1), e85-e85 (2006).
- Grueber, W. B. Projections of Drosophila multidendritic neurons in the central nervous system: links with peripheral dendrite morphology. Development. 134, 55-64 (2007).
- Merritt, D. J., Whitington, P. M. Central projections of sensory neurons in the Drosophila embryo correlate with sensory modality, soma position, and proneural gene function. J Neurosci. 15, 1755-1767 (1995).
- Blair, S. S. Genetic mosaic techniques for studying Drosophila development. Development. 130, 5065-5072 (2003).
- Lee, T., Luo, L. Mosaic analysis with a repressible cell marker for studies of gene function in neuronal morphogenesis. Neuron. 22, 451-461 (1999).
- Wong, A. M., Wang, J. W., Axel, R. Spatial representation of the glomerular map in the Drosophila protocerebrum. Cell. 109, 229-241 (2002).
- Shimono, K. Multidendritic sensory neurons in the adult Drosophila abdomen: origins, dendritic morphology, and segment- and age-dependent programmed cell death. Neural Dev. 4, 37-37 (2009).
- Feng, Y., Ueda, A., Wu, C. F. A modified minimal hemolymph-like solution, HL3.1, for physiological recordings at the neuromuscular junctions of normal and mutant Drosophila larvae. J Neurogenet. 18, 377-402 (2004).
- Sullivan, W., Ashburner, M., Hawley, R. S. . Drosophila Protocols. , (2000).
- Kaczynski, T. J., Gunawardena, S. Visualization of the Embryonic Nervous System in Whole-mount Drosophila Embryos. J. Vis. Exp. (46), e2150-e2150 (2010).
- Featherstone, D. E., Chen, K., Broadie, K. Harvesting and preparing Drosophila embryos for electrophysiological recording and other procedures. J Vis Exp. , (2009).
- Medina, P. M., Swick, L. L., Andersen, R., Blalock, Z., Brenman, J. E. A novel forward genetic screen for identifying mutations affecting larval neuronal dendrite development in Drosophila melanogaster. Genetics. 172, 2325-2335 (2006).
- Mirouse, V., Swick, L. L., Kazgan, N., St Johnston, D., Brenman, J. E. LKB1 and AMPK maintain epithelial cell polarity under energetic stress. J Cell Biol. 177, 387-392 (2007).
- Brent, J., Werner, K., McCabe, B. D. Drosophila Larval NMJ Immunohistochemistry. J. Vis. Exp. 25, e1108-e1108 (2009).
- Brand, A. H., Perrimon, N. Targeted gene expression as a means of altering cell fates and generating dominant phenotypes. Development. 118, 401-415 (1993).
- Sugimura, K. Distinct developmental modes and lesion-induced reactions of dendrites of two classes of Drosophila sensory neurons. J Neurosci. 23, 3752-3760 (2003).
- Zito, K., Parnas, D., Fetter, R. D., Isacoff, E. Y., Goodman, C. S. Watching a synapse grow: noninvasive confocal imaging of synaptic growth in Drosophila. Neuron. 22, 719-729 (1999).
- Landgraf, M., Sanchez-Soriano, N., Technau, G. M., Urban, J., Prokop, A. Charting the Drosophila neuropile: a strategy for the standardised characterisation of genetically amenable neurites. Dev Biol. 260, 207-225 (2003).
