Эдвард Дж. Катапейн*, Майкл Нельсон, Тревон Адамс, Маргарет А. Кэрролл
Жаберные латеральные клетки Crassostrea virginica иннервируются жаберным нервом, который содержит серотонинергические и дофаминергические волокна, которые регулируют частоту биения ресничек. Терминальное высвобождение серотонина или дофамина приводит к увеличению или уменьшению частоты биения ресничек в жаберных клетках соответственно. В этом исследовании мы использовали чувствительный к напряжению флуоресцентный зонд DiBAC4(3) для количественной оценки изменений мембранного потенциала жаберных латеральных клеток в ответ на электрическую стимуляцию жаберного нерва или на применение серотонина и дофамина, и соотнесли эти изменения со скоростью биения ресничек. Применение серотонина к жаберным латеральным клеткам вызывало длительную деполяризацию мембраны, похожую на потенциалы плато, при этом увеличивая частоту биения ресничек. Применение дофамина гиперполяризовало покоящуюся мембрану, одновременно уменьшая частоту биения ресничек. Низкочастотная (5 Гц) электрическая стимуляция жаберного нерва, вызывающая терминальное высвобождение эндогенного серотонина, или высокочастотная (20 Гц) стимуляция, вызывающая терминальное высвобождение эндогенного дофамина, оказала такое же воздействие на мембранные потенциалы жаберных латеральных клеток и частоту биения ресничек, как и соответствующее применение серотонина или дофамина. Исследование показывает, что иннервация жаберных латеральных клеток жаберным нервом влияет на мембранный потенциал, а также на частоту биения ресничек, и демонстрирует сильную корреляцию между изменениями мембранного потенциала и регуляцией частоты биения ресничек. Исследование способствует пониманию сигнализации серотонина и дофамина в иннервации и регуляции жаберных ресничек у двустворчатых моллюсков. Исследование также показывает, что чувствительные к напряжению флуоресцентные зонды, такие как DiBAC4(3), могут успешно использоваться в качестве альтернативы микроэлектродам для измерения изменений мембранного потенциала реснитчатых жаберных клеток и других мелких клеток с быстро движущимися ресничками.