溫度敏感型阻斷工具(shibire^ts1)
本頁用語(每頁可單獨查閱,故重複列出):
- 蘑菇體(mushroom body):果蠅腦中把氣味和好壞經驗連起來的構造。代表氣味的 Kenyon 細胞(KC)把軸突成束排成幾條「葉」(α、α′、β、β′、γ),每條葉沿長度切成一格一格的「區室」(例如 γ1pedc、γ2、α1);細胞以所在區室命名。見 e-mushroom-body、c-mb-compartment。
- DAN、PAM、PPL1:多巴胺神經元(dopaminergic neuron)送出代表懲罰或獎賞的多巴胺;PAM 群多傳遞獎賞,PPL1 群(Handler 2019 寫作 PPL)多傳遞懲罰。
- MBON:蘑菇體輸出神經元,接收 KC 的訊號、推動果蠅靠近或走開;學習改變的是 KC→MBON 突觸的強弱。
- CS+/CS−、順向/逆向:訓練時配了糖、電擊或 DAN 活化的氣味(CS+),與沒配的對照氣味(CS−)。順向配對=氣味先、多巴胺後;逆向配對=多巴胺先、氣味後。
- PI(表現指數)、LI(學習指數):行為分數。一群果蠅在兩種氣味間選擇,換算成一個數;多數篇落在 −1 到 +1(Hige 2015 的刻度不同),0=沒有偏好,正負號的意思各篇不同(見 c-performance-index)。
- 消退、再鞏固:學會後再聞 CS+ 卻沒有糖或電擊,學到的反應減弱,叫消退(c-memory-extinction);記憶被叫出來後暫時變得不穩定、再重新存好,叫再鞏固(c-memory-consolidation)。
- 驅動品系:讓外加基因只在選定神經元表現的果蠅品系。GAL4 與 LexA 是兩套互不干擾的開關;split-GAL4 把 GAL4 拆成兩半(AD 與 DBD),兩半都在的細胞才有作用(e-split-gal4)。基因型寫「X/+」表示只帶一個品系的對照組。
- 活化與阻斷工具:CsChrimson 照紅光讓神經元放電(e-cschrimson);P2X2 遇到 ATP 讓神經元放電(e-p2x2);shibire^ts1(shi)升溫時暫時關掉神經元的輸出(e-shibire-ts),全程維持低溫的「允許溫度對照」用來排除品系本身的效果。
- 讀數與製備:ΔF/F0=螢光相對刺激前基線的變化比例(0.5=亮了 50%),以遇鈣變亮的 GCaMP 量神經元活動(e-gcamp);離體=把腦取出泡在養液裡做實驗(c-ex-vivo-explant),活體=活果蠅固定後打開頭殼看。
- 標記:※ 推論=本庫推得、原文沒明說;?待查=要靠其他資料確認;「從圖判讀」=從圖上估讀的值;「text.txt 第 N 行」=本庫保存的論文全文文字檔的行號;「該頁」指表格同一列的來源頁。
是什麼
一個溫度敏感的突變基因,論文寫作 shibirets1、Shi^ts1 或 shi。用驅動品系(見 e-split-gal4)讓它只在選定的神經元表現,把果蠅移到高溫,這些神經元就送不出訊號;降回低溫又恢復。依 Felsenberg 2017/2018 的說明,高於 29 °C 時它擋住細胞膜回收、因而擋住突觸小泡釋放,低於 25 °C 時恢復;Ichinose 2015 稱它為「溫度敏感的顯性負向 dynamin」(dynamin 是一種蛋白,本庫只用到它的效果)。好處是可以只在某一段時間(訓練、訓練後、再聞氣味、測驗)關掉某群神經元。它回答的是「這個過程少了這群神經元行不行」(必要性),和光遺傳活化(見 e-cschrimson)回答的「足不足以」相反。
版本與規模(溫度與時段)
| 來源 | 限制溫度(阻斷) | 允許溫度(正常) | 典型阻斷時段 |
|---|---|---|---|
| Ichinose 2015 | 32 °C | 24 °C | 只在訓練;訓練後立刻 1 h;訓練後 22 h 起 1 h;只在測驗 |
| Felsenberg 2017 | 正文與各圖 32 °C;Methods 寫 33 °C(⚠️ 單篇不一致) | 23 °C | 再聞氣味前 30 min 起至結束;或再聞後立即/90 min 才升溫 |
| Felsenberg 2018 | 30–33 °C | 23 °C | 再暴露期間(協定圖顯示約 40–45 min);或只在測驗 |
庫內誰用了它
| 來源 | 關掉哪些神經元(品系) | 得到什麼 |
|---|---|---|
| s-ichinose-2015-reward-recurrent-circuit | PAM-α1(MB299B)、MBON-α1(MB310C、MB323B)、α/β KC(c739、MB008B) | 訓練時或訓練後 1 h 內關掉三者任一,24 小時記憶受損,22 h 後才關則不受損;提取需要 MBON-α1、不需要 PAM-α1(見 c-memory-consolidation) |
| s-felsenberg-2017-re-evaluation | PPL1(TH-GAL4、MB504B)、PAM(R58E02)、PPL1-γ2α′1(MB296B、R73F07)、V2 群 MBON(MB052B)、MBON-γ2α′1(MB077C)等 | 獎賞記憶的消退需要 PPL1 與 V2;再鞏固需要 MBON-γ2α′1、PPL1-γ2α′1,以及再聞之後的 PAM(見 c-memory-extinction) |
| s-felsenberg-2018-memory-extinction | PAM(R58E02)、PPL1(MB504B)、M4β′/M6(VT1211) | 嫌惡記憶的消退需要 PAM、不需要 PPL1;關掉 M4β′/M6 讓消退變弱 |
品系見 e-r58e02、e-mb504b、e-th-gal4、e-c739-gal4。
已知的問題
- 只證明「必要」。 關掉就擋住,不表示這群神經元在正常果蠅身上真的做了作者說的事(Felsenberg 2017 來源頁的限制 1)。
- 時間解析度是數十分鐘。 升溫要提前開始,所以「再聞氣味期間需要」其實涵蓋前後一段。Felsenberg 2018 正文說阻斷限於再暴露期間,協定圖與圖 S2B 顯示約 40–45 分鐘;PAM 那組沒有「升溫但不再暴露」的對照(見該來源頁 3.1 ⚠️)。
- 關掉的是全部輸出。 Ichinose 2015 的圖題寫「MBON-α1 的回饋」,但 shi 擋的是 MBON-α1 送往所有下游的訊號;「需要的是送回 PAM-α1 那一支」是推論。
- 阻斷可能有與研究問題無關的副作用。 Felsenberg 2018 關掉 M4β′/M6 時再聞 CS−,躲避完全消失(論文只說「unexpectedly」),使「消退變弱」的解讀打折(見該來源頁 3.2)。
- 對照的設計要看齊。 每個實驗都要 GAL4/+、UAS-shi/+ 兩組對照,以及全程允許溫度的對照;Felsenberg 2018 的 PPL1 實驗找不到允許溫度對照(該來源頁 3.1 ⚠️)。
- 阻斷是否完全,三篇都沒有直接驗證:?待查。
相關
- 概念:c-memory-extinction、c-memory-consolidation
- 工具:e-split-gal4、e-cschrimson、e-t-maze
- 主題:t-memory-updating、t-mbon-dan-feedback
- 來源:s-ichinose-2015-reward-recurrent-circuit、s-felsenberg-2017-re-evaluation、s-felsenberg-2018-memory-extinction
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記憶鞏固與再鞏固(memory consolidation and reconsolidation) 記憶消退(memory extinction) c739-GAL4 驅動品系(c739-GAL4) KC 上的多巴胺受體(dopamine receptors DopR1/DopR2) 多巴胺神經元(dopaminergic neuron, DAN) MB099C 驅動品系(MB099C split-GAL4) MB504B 驅動品系(MB504B split-GAL4) MBON-γ1pedc(MVP2) MBON-γ2α′1(γ2α′1 輸出神經元) γ4 輸出神經元(γ4 MBON) MBON-γ5β′2a(M6;γ5 MBON) 四象限光遺傳嗅覺競技場(optogenetic olfactory arena) ATP 門控通道 P2X2(化學活化,chemogenetic activation) PAM-α1 多巴胺神經元(PAM-α1) PPL1-γ1pedc 多巴胺神經元(PPL1-γ1pedc, MB-MP1) PPL1-γ2α′1 多巴胺神經元(PPL1-γ2α′1, MB-MV1) R58E02 驅動品系(R58E02 driver lines) split-GAL4 驅動品系(split-GAL4 driver lines) T 迷宮(T-maze) TH-GAL4 與 TH+DDC 驅動(TH-GAL4 and TH/DDC drivers) 索引 Felsenberg 2017 · re evaluation Felsenberg 2018 · memory extinction Ichinose 2015 · reward recurrent circuit 輸出神經元回頭指揮多巴胺神經元:MBON→DAN 回饋迴路 記憶怎麼被改寫:消退、再鞏固與新舊記憶並存 先後與間隔:氣味和多巴胺的時序如何決定學到什麼
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