मच्छर इलेक्ट्रोएंटेनोग्राफी के लिए एक चरण-दर-चरण गाइड
Summary
वर्तमान लेख में मादा और पुरुष दोनों सहित मच्छरों के कई जेनेरा में सफल और कम शोर इलेक्ट्रोएंटेनोग्राम के लिए एक चरण-दर-चरण प्रोटोकॉल का विवरण दिया गया है।
Abstract
मादा मच्छर पृथ्वी पर सबसे घातक जानवर हैं, जो रक्त-भोजन प्राप्त करते समय प्रसारित रोगजनकों के कारण हर साल 1 मिलियन से अधिक लोगों के जीवन का दावा करते हैं। खिलाने के लिए एक मेजबान का पता लगाने के लिए, मच्छर दृश्य, यांत्रिक, थर्मल और घ्राण सहित संवेदी संकेतों की एक विस्तृत श्रृंखला पर भरोसा करते हैं। अध्ययन में इलेक्ट्रोएंटेनोग्राफी (ईएजी) नामक तकनीक का विवरण दिया गया है, जो शोधकर्ताओं को यह आकलन करने की अनुमति देता है कि क्या मच्छर एकाग्रता-निर्भर तरीके से व्यक्तिगत रसायनों और रसायनों के मिश्रणों का पता लगा सकते हैं। गैस-क्रोमैटोग्राफी (जीसी-ईएजी) के साथ युग्मित होने पर, यह तकनीक एंटीना को एक पूर्ण हेडस्पेस / जटिल मिश्रण में उजागर करने की अनुमति देती है और यह निर्धारित करती है कि रुचि के नमूने में मौजूद कौन से रसायन, मच्छर का पता लगा सकते हैं। यह मेजबान शरीर की गंध के साथ-साथ पौधे के पुष्प गुलदस्ते या अन्य पारिस्थितिक रूप से प्रासंगिक गंध (जैसे, अंडाकार साइटों की गंध) पर लागू होता है। यहां, हमने एक प्रोटोकॉल का वर्णन किया है जो तैयारी प्रतिक्रिया समय की लंबी अवधि की अनुमति देता है और एडीज, क्यूलेक्स, एनोफिलीज और टॉक्सोरिंचाइट मच्छरों सहित कई जेनेरा से मादा और पुरुष दोनों मच्छरों पर लागू होता है। चूंकि सामान्य रूप से मच्छर-मेजबान इंटरैक्शन और मच्छर जीव विज्ञान में ओल्फैक्शन एक प्रमुख भूमिका निभाता है, ईएजी और जीसी-ईएजी नई रोग वेक्टर नियंत्रण रणनीतियों (जैसे, चारा) के विकास के लिए रुचि के यौगिकों को प्रकट कर सकते हैं। व्यवहार परख के साथ पूरक, प्रत्येक रसायन की वैलेंस (जैसे, आकर्षित, विकर्षक) निर्धारित की जा सकती है।
Introduction
मच्छर पृथ्वी पर सबसे घातक जीव हैं, जो प्रति वर्ष एक मिलियन से अधिक लोगों के जीवन का दावा करते हैं और दुनिया की आधी से अधिक आबादी को उन रोगजनकों के संपर्क में आने के जोखिम में डालते हैं जो वे1 को काटते हैं। ये कीड़े संकेतों की एक विस्तृत श्रृंखला (यानी, थर्मल, दृश्य, यांत्रिक, घ्राण, श्रवण) पर भरोसा करते हैं ताकि संभोग और अंडाकार के लिए (पौधे और जानवर दोनों) पर फ़ीड करने के लिए एक मेजबान का पता लगाया जा सके, साथ ही लार्वा और वयस्क दोनों चरणों 2,3 पर शिकारियों से बचा जा सके। इन इंद्रियों के बीच, ओल्फैक्शन उपर्युक्त व्यवहारों में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है, विशेष रूप से गंध अणुओं 2,3 के मध्यम से लंबी दूरी का पता लगाने के लिए। एक मेजबान या एक अंडाकार साइट द्वारा उत्सर्जित गंध का पता विभिन्न विशिष्ट घ्राण रिसेप्टर्स (जैसे, जीआरएस, ओआर, आईआर) द्वारा लगाया जाता है जो मच्छर पैल्प्स प्रोबोसिस, टारसी और एंटीना 2,3 पर स्थित होते हैं।
चूंकि ओल्फैक्शन उनके मेजबान-मांग (पौधे और जानवर), संभोग और अंडाकार व्यवहार का एक प्रमुख घटक है, इस प्रकार यह मच्छर नियंत्रण के लिए नए उपकरण विकसित करने के लिए अध्ययन करने के लिए एक आदर्श लक्ष्य का गठन करताहै। विकर्षक (जैसे, डीईईटी, आईआर 3535, पिकारिडिन) और चारा (जैसे, बीजी सेंटिनल मानव लालच) पर शोधबेहद विपुल है, लेकिन मच्छर नियंत्रण में वर्तमान चुनौतियों (जैसे, कीटनाशक प्रतिरोध, आक्रामक प्रजातियां) के कारण, मच्छर जीव विज्ञान द्वारा सूचित नए कुशल नियंत्रण विधियों को विकसित करना आवश्यक है।
मच्छरों में यौगिकों या यौगिकों के मिश्रण की जैव सक्रियता का आकलन करने के लिए कई तकनीकों (जैसे, ओल्फैक्टोमीटर, लैंडिंग परख, इलेक्ट्रोफिजियोलॉजी) का उपयोग किया गया है। उनमें से, इलेक्ट्रोएंटेनोग्राफी (या इलेक्ट्रोएंटेनोग्राम (ईएजी)) का उपयोग यह निर्धारित करने के लिए किया जा सकता है कि मच्छर एंटीना द्वारा गंध का पता लगाया जाता है या नहीं। यह तकनीक शुरू में श्नाइडर6 द्वारा विकसित की गई थी और तब से कई अलग-अलग कीट जेनेरा में उपयोग की गई है, जिसमें पतंगे 7,8,9, भौंरा 10,11, मधुमक्खियां12,13 और फल मक्खियां14,15 शामिल हैं। इलेक्ट्रोएंटेनोग्राफी को विभिन्न प्रोटोकॉल का उपयोग करके भी नियोजित किया गया है, जिसमें मच्छरों में एकल या एकाधिक एंटीना शामिल हैं 16,17,18,19,20,21,22,23,24,25।
मच्छर अपेक्षाकृत छोटे और नाजुक कीड़े होते हैं जिनमें पतले एंटीना होते हैं। पतंगों या भौंरों जैसे बड़े कीड़ों पर ईएजी करना अपेक्षाकृत आसान है क्योंकि उनके बड़े आकार और मोटे एंटीना हैं, मच्छरों में ईएजी का संचालन चुनौतीपूर्ण हो सकता है। विशेष रूप से, एक अच्छा सिग्नल-टू-शोर अनुपात बनाए रखना और एक स्थायी उत्तरदायी तैयारी डेटा प्रजनन क्षमता और विश्वसनीयता के लिए दो प्रमुख आवश्यकताएं हैं।
यहां प्रस्तावित कम शोर ईएजी के लिए चरण-दर-चरण मार्गदर्शिका सीधे इन सीमाओं के समाधान प्रदान करती है और इस प्रोटोकॉल को एडीज, एनोफिलीज, क्यूलेक्स और टॉक्सोरिंचाइट्स सहित विभिन्न जेनेरा से कई मच्छर प्रजातियों पर लागू करती है, और मादा और पुरुषों दोनों के लिए तकनीक का वर्णन करती है। इलेक्ट्रोएंटेनोग्राफी बायोएक्टिव यौगिकों को स्क्रीन और निर्धारित करने का एक त्वरित लेकिन विश्वसनीय तरीका प्रदान करता है जिसे तब व्यवहार परख के साथ वैलेंस निर्धारित किए जाने के बाद चारा विकास में लाभ उठाया जा सकता है।
Protocol
Representative Results
Discussion
घ्राण मध्यस्थता व्यवहार कई कारकों से प्रभावित होते हैं, जिनमें शारीरिक (जैसे, उम्र, दिन का समय) और पर्यावरण (जैसे, तापमान, सापेक्ष आर्द्रता) शामिल हैं। इस प्रकार, ईएजी का संचालन करते समय, उन कीड़ो…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
मैं सहायक चर्चाओं के लिए डॉ क्लेमेंट विनौगर और डॉ जेफरी रिफेल का आभारी हूं। निम्नलिखित अभिकर्मकों को बीईआई रिसोर्सेज, एनआईएआईडी, एनआईएच के माध्यम से प्राप्त किया गया था: एनोफिलीज स्टीफेंसी, स्ट्रेन एसटीई 2, एमआरए -128, मार्क क्यू बेनेडिक्ट द्वारा योगदान दिया गया; एडीज एजिप्टी, स्ट्रेन रॉक, एमआरए -734, डेविड डब्ल्यू सेवरसन द्वारा योगदान दिया गया; क्यूलेक्स क्विनक्वेफेसिएटस, स्ट्रेन जेएचबी, अंडे, एनआर -43025। लेखक ने डॉ जेक तू, डॉ निशा दुग्गल, डॉ जेम्स वेगर और जेफरी मारानो को क्यूलेक्स क्विनक्वेफेसिएटस और एनोफिलीज स्टीफेंसी (स्ट्रेन: लिस्टन) मच्छर के अंडे प्रदान करने के लिए धन्यवाद दिया। एडीज अल्बोपिक्टस और टॉक्सोराइनचाइट्स रुटिलस सेप्टेंट्रिओनालिस न्यू रिवर वैली क्षेत्र (वीए, यूएसए) में लेखक द्वारा एकत्र किए गए क्षेत्र मच्छरों से प्राप्त होते हैं। इस काम को जैव रसायन विभाग और फ्रैलिन लाइफ साइंस इंस्टीट्यूट द्वारा समर्थित किया गया था।
Materials
| Air table Clean Bench | TMC | https://www.techmfg.com/products/labtables/cleanbench63series/accessoriess | Noise reducer |
| Analog-to-digital board | National Instruments | BNC-2090A | |
| Benchtop Flowbuddy Complete | Genesee Scientific | 59-122BC | To anesthesize mosquitoes |
| Borosillicate glass capillary | Sutter Instrument | B100-78-10 | To make the recording and references capillaries |
| Chemicals | Sigma Aldrich | Benzaldehyde: 418099-100 mL; Butyric acid: B103500-100mL; 1-Hexanol: 471402-100mL; Mineral oil: M8410-1L | Chemicals used for the experiments presented here |
| CO2 | Airgas or Praxair | N/A | To anesthesize mosquitoes |
| Cold Light Source | Volpi | NCL-150 | |
| Disposable syringes | BD | 1 mL (309628) / 3 mL (309657) | |
| Electrode cables | World Precision Instruments | 5371 | |
| Electrode gel salt free | Parkerlabs | 12-08-Spectra-360 | |
| Faraday cage | TMC | https://www.techmfg.com/products/electric-and-magnetic-field-cancellation/faradaycages | Noise reducer |
| Flowmeters | Bel-art | 65 mm (H40406-0010) / 150 mm (H40407-0075) | One of each |
| GCMS vials and caps | Thermo-fisher scientific | 2-SVWKA8-CPK | To prepare odorant dilutions |
| Glass syringes (Fortuna) | Sigma Aldrich | Z314307 | For odor delivery to the EAG prep |
| Humbug | Quest Scientific | http://www.quest-sci.com/ | Noise reducer |
| 2 mm Jack Holder, Narrow, 90 deg., With Wire | A-M Systems | 675748 | Electrode holder |
| Magnetic bases | Kanetec | MB-FX | x 2 |
| MATLAB + Toolboxes | Mathworks | https://www.mathworks.com/products/matlab.html | For delivering the pulses |
| Medical air | Airgas or Praxair | N/A | For main airline |
| Microscope | Nikkon | SMZ-800N | |
| Micromanipulators Three-Axis Coarse/Fine Compact Micromanipulator | Narishige | MHW-3 | x 2 |
| Microelectrode amplifier with headstage | A-M Systems | Model 1800 | |
| Mosquito rearing supplies | Bioquip | https://www.bioquip.com/Search/WebCatalog.asp | |
| Needles | BD | 25G (305127) / 21G (305165) | |
| Pasteur pipettes | Fisher Scientific | 13-678-6A | For odor delivery to the EAG prep |
| PTFE Tubing of different diameters | Mc Master Carr | N/A | To connect solenoid valve, flowmeter, airline ect. |
| 30V/5A DC Power Supply | Dr. Meter | PS-305DM | |
| R version 3.5.1 | R project | https://www.r-project.org/ | For data analyses |
| Relay for solenoid valve | N/A | Custom made | |
| Silver wire 0.01” | A-M Systems | 782500 | |
| Solenoid valve (3-way) | The Lee Company | LHDA0533115H | |
| WinEDR software | Strathclyde Electrophysiology Software | WinEDR V3.9.1 | For EAG recording |
| Whatman paper | Cole Parmer | UX-06648-03 | To load chemical in glass syringe / Pasteur pipette |
References
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