초파리 광유전학: 신경 회로를 조작하는 방법

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Biology

0 조회수 • 3:01 분 • April 30th, 2023

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- 초파리(Drosophilia flies)에서는 포식자의 접근을 알리는 어렴풋한 시각적 자극이 탈출 반응을 유발하는 신경 회로를 활성화합니다. 이러한 반응을 제어하는 뉴런 회로를 조작하려면 해당 회로 내의 특정 뉴런에서 channelrhodopsin-2와 같은 형질전환 광 감지 옵신을 발현합니다.

채널로돕신(Channelrhodopsin)은 밝은 청색광에 노출될 때 열리는 감광성 양이온 채널입니다. 이후 나트륨 이온이 유입되면 활동 전위가 급증하여 뉴런이 회로를 따라 정보를 발화하고 전달합니다. 광 자극 외에도 채널로돕신이 열리려면 보조인자 all-trans-retinal이 필요합니다.

그러므로, 파리 음식에 모든 트랜스 망막을 제공하십시오, 이는 일반적으로 매우 적은 양으로 존재하기 때문입니다. 또한 시각적 자극에 대한 반응과 관련된 신경 회로에서 뉴런의 역할을 조사할 때 다른 빛 반응을 방지하기 위해 시각적으로 눈이 먼 파리를 사용하십시오.

마지막으로, 파란색 LED 조명을 사용하여 다가오는 자극으로 인해 발생하는 것과 동일한 동작을 유발합니다. 예시 프로토콜에서는 시신경 세포에서 채널로돕신을 발현하는 파리의 음식 준비 및 광 유도 행동 반응을 볼 수 있습니다.

- 표준 옥수수 가루 파리 음식을 전자 레인지에 녹이는 것으로 시작하여 만졌을 때 따뜻해질 때까지 식히십시오. 냉각되면 미리 준비한 50마이크로리터의 20밀리몰 올 트랜스 레티날을 각 바이알에 혼합합니다. 그런 다음 바이알을 식히고 필요할 때까지 빛으로부터 보호하십시오.

먼저 얼음 위의 파리를 잠시 마취합니다. 그런 다음 팁을 절단하여 약 2.25mm의 공극 직경을 형성한 상태로 P1000 피펫 팁에 개별 파리를 놓고 각 끝을 테이프로 밀봉합니다. 파리가 깨어나 피펫 팁을 탐색하면 테이프를 제거하고 팁을 수직 홀더의 홈에 빠르게 놓습니다. 팁 바닥을 닫는 나비 나사로 칩을 제자리에 고정합니다.

파리는 일반적으로 30초에서 60초 동안 팁을 탐색합니다. 파리가 팁 상단에 가까워지면 파리가 플랫폼에 나타나기 직전에 카메라 녹화를 시작합니다. 파리가 플랫폼에 나타난 후 1-2초 동안 기다렸다가 파란색 LED를 켭니다. 타이머를 사용하여 파리가 비행을 시작할 때까지의 시간을 수동으로 측정합니다.

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