Nöbet gibi Aktivite Analizi ve Hareket için A Düşük maliyetli Yöntemi<em> Drosophila</em
Summary
Özgür ve ucuz yazılım programları bir web kamerası ve bir arada kullanarak, Drosophila melanogaster lokomotif desenler hız, mesafe, ve çeşitli motor etkinlikler zamanında farklılıkları tespit etmek için analiz edilebilir.
Abstract
Video izleme sistemleri Drosophila melanogaster hareketini analiz ve lokomotif davranış çeşitli anormallikleri tespit etmek için yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu sistemler davranışsal bilgi hazinesi sağlayabilir, bu sistemlerin maliyeti ve karmaşıklığı birçok laboratuvar için engelleyici olabilir. Biz, D. melanogaster lokomotif davranışı ve nöbet hareketinin ölçülmesi için düşük maliyetli bir analiz geliştirdik. Sistem mesafe hareket izlemek için ucuz ve serbest bir yazılım kombinasyonu kullanılarak işlenebilir görüntüleri yakalamak için bir web-cam kullanan, belirli bir zaman dilimi sırasında hareket ve hareket süresi, ortalama hız. Bu sistemin kullanılmasını göstermek için, D'nin bir grubu, 3-10 kat daha duyarlı nöbet benzeri aktiviteye (SLA) vahşi tip sinekler göre olan mutantlar, Bang duyarlı (BS) Felç melanogaster incelenmiştir. Bu yeni bir sistem kullanarak, tespit etmek mümkün olduğu BS mutant patlama anlamsız (BSS) vahşi tip sinekler daha yeni bir ortamda keşif hareketlilik düşük seviyelerini sergiler. Buna ek olarak, sistem yaygın tip II diyabet tedavisinde kullanılan ilaç metformin, BS mutantlar SLA yoğunluğunu azalttığını tespit etmek için kullanıldı.
Introduction
Kısa ömürlü ve mevcut güçlü genetik araçlar göz önüne alındığında, Drosophila melanogaster çeşitli hastalıkların etiyolojisi ve çeşitli biyolojik süreçlerin temelinde yatan fizyolojisi araştırmak için mükemmel bir model sistemidir. Birçok durumda, bu davranış, genetik ya da farmakolojik işlemi bu model organizmaların 1,2 hareket yeteneği üzerindeki sahip olduğu etkilerini ölçmek için avantajlıdır.
Genel olarak, iki boyutta 3-7 uçucu hareket ölçmek için kullanılan çeşitli yöntemler vardır. Bu sistemler aynı anda birden fazla sinek izlemeyi desteklemek ve hız, rekor yol uzunluklarını ölçmek ve bir sinek hareketli geçirdiği zaman yüzdesini kaydedebilirsiniz. Onlar hareketlilik ve sinek hareketi 6-9 cinsel dimorfik doğası üzerine ilaçların etkileri dahil çeşitli bağlamlarda içinde hareketini incelemek için kullanılır olmuştur. Bu sistemlerin en önemli dezavantajı izleme sys maliyetidirtem veya ilgili yazılım ve kamera. Bazı durumlarda, bu dolar binlerce çalıştırabilirsiniz. Maliyet, sadece yeni izole edilmiş mutant lokomotif kalıpları miktarının belirlenmesi, örneğin, bu tür bir sistemin sınırlı kullanımı gerekir bir laboratuar için özel bir sorundur.
Daha basit ama daha az sağlam bir yöntem rekor hareketi, bir sinek, bir kapalı tüp 10,11 ortasına yerleştirilen bir kızılötesi ışın yolu haçlar kaç kere tabanlı sistemleri kullanmaktır. Bu tür sistemlerin hareket ve uyku-uyanıklık döngüsü hakkında değerli bilgiler verebilir iken, onlar sineğin gerçek yolu yakalamak için başarısız üzerinden veya tahmin hareketi altında çünkü. Ek yüksek çözünürlüklü yöntemleri bu sınırlamadan 12 denemek ve aşmak için kullanılmış olmakla birlikte, örneğin, tüpün uçlarında önemli bir hareket sergileyen sinekler gibi düşük hareket kaydedecektir uçar.
Basit ve ucuz hala geotaxi ölçmek cihazları tırmanıyors, bir tek tüp veya tüplerin 2,13 bir dizi sinekler yukarı doğru hareketi,. Bu tür sistemleri ucuz ve kolayca geotaxis kusurları tespit ederken, onlar araştırmacılar için ilgi olacağını hareketinin pek çok diğer yönlerini yakalamak için başarısız.
Birçok laboratuvar, set-up ve işletmek D. melanogaster suşları davranış farklılıkları karakterize için avantajlı bir araç olacaktır basit, düşük maliyetli sağlam analiz sistemi için. Burada az iki yüz dolar için set-up ve sineğin hareketinin yolu, hızı ve süresi hakkında bilgi vermek mümkün olabilir bir deneyi tarif. Tayinin etkinliğini göstermek için, bunun belirlemek için kullanılabileceğini gösteren verileri sunmak, nöbet ve ilaç metformin 2) yeteneği, açık olan bir Bang duyarlı (BS) mutant 1) bir lokomotor kusur hangi yaygın olarak nöbet benzeri etkinliği (SLA) i yoğunluğunu azaltmak için, tip II diyabet tedavisinde kullanılann iki BS mutantlar.
Protocol
Representative Results
Discussion
Drosophila da hareket veya hareket kalıplarını incelerken, bu kat edilen mesafe ile ilgili bilgiler, hareket hızı ve hareket deseni elde edebilmek için yararlıdır. Bu bilgileri ayıklamak için, pahalı ekipman geleneksel genellikle idareli 4,8,9 gibi deneylerin kullanmak isteyen küçük laboratuarları veya laboratuarları için yasak olduğu istihdam edilmiştir.
Burada tarif edilen deney, mesafe (Şekil 2 ve 6) hareketinin, se…
Offenlegungen
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Yazarlar ayrıca ince-ayar çalışmalarıyla bu deney için Kris Burner, Stephen McKinney, Laura Tobin, Jenny Gilbreath, Ashley Olley, Megan Hoffer ve Megan Hyde teşekkürlerimizi ifade etmek istiyoruz.
Materials
| Name of the Reagent/Equipment | Company | Catalog Number/Model | Comments |
| WebCam | Logitech | Pro900 | Any quality webcam will suffice. |
| HandiAVI time-lapse software | Azcendant software | Latest version can be found at http://www.azcendant.com/ | |
| ImageJ | NIH | Latest version can be found at http://rsbweb.nih.gov/ij/download.html | |
| Multiracker Plug-In | NIH | Latest version can be found at http://rsbweb.nih.gov/ij/plugins/index.html | |
| Vortexer | VWR | Vortex Genie 2 | Most standard size vortexers such as the Vortex Genie 2 will suffice. |
| 5cm petri dish cover | LabM Limited | D011 | Smaller or larger petri dish covers can be used for an arena in movement assay. |
| Light box | Built from scrap material. | Illumination is used for the locomotion assay. Depending on the room lighting, it is possible to perform the assay without the light box. | |
Referenzen
- Stone, B., Evans, L., Coleman, J., Kuebler, D. Genetic and pharmacological manipulations that alter metabolism suppress seizure-like activity in. 1496, 94-103 (2013).
- Benzer, S. Behavioral mutants of Drosophila isolated by countercurrent distribution. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 58, 1112-1119 (1967).
- Slawson, J. B., Kim, E. Z., Griffith, L. C. High-Resolution Video Tracking of Locomotion in Adult Drosophila melanogaster. J. Vis. Exp. (24), (2009).
- Spink, A. J., Tegelenbosch, R. A., Buma, M. O., Noldus, L. P. The EthoVision video tracking systema tool for behavioral phenotyping of transgenic mice. Physiol. Behav. 73, 731-744 (2001).
- Kohlhoff, K. J., Jahn, T. R., Lomas, D. A., Dobson, C. M., Crowther, D. C., Vendruscolo, M. The iFly tracking system for an automated locomotor and behavioural analysis of Drosophila melanogaster. Integr. Biol. 3, 755-760 (2011).
- Gomez-Marin, A., Partoune, N., Stephens, G. J., Louis, M. Automated tracking of animal posture and movement during exploration and sensory orientation behaviors. PLoS ONE. 7, (2002).
- Wolf, F. W., Rodan, A. R., Tsai, L. T., Heberlein, U. High-Resolution analysis of ethanol-induced locomotor stimulation in Drosophila. J. Neurosci. 22, 11035-11044 (2002).
- Martin, J. R. A portrait of locomotor behaviour in Drosophila determined by a video-tracking paradigm. Behav. Processes. 67, 207-219 (2004).
- Meunier, N., Belgacem, Y. H., Martin, J. R. Regulation of feeding behaviour and locomotor activity by takeout in Drosophila. J. Exp. Biol. 210, 1424-1434 (2007).
- Koudounas, S., Green, E. W., Clancy, D. Reliability and variability of sleep and activity as biomarkers of ageing in Drosophila. Biogerontology. 13, 489-499 (2012).
- Catterson, J. H., Knowles-Barley, S., James, K., Heck, M. M., Harmar, A. J., Hartley, P. S. Dietary modulation of Drosophila sleep-wake behaviour. PLoS One. 5, (2010).
- Donelson, N., Kim, E. Z., Slawson, J. B., Vecsey, C. G., Huber, R., Griffith, L. C. High-Resolution positional tracking for long-term analysis of Drosophila sleep and locomotion using the ”Tracker” program. PLos ONE. 7, (2012).
- Duboff, B., Fridovich-Keil, J. L. Mediators of a long-term movement abnormality in a Drosophila melanogaster model of classic galactosemia. Dis. Model Mech. 5, 796-803 (2012).
- Seiger, M. B., Kink, J. F. The effect of anesthesia on the photoresponses of four sympatric species of Drosophila. Behav. Genet. 23, 99-104 (1993).
- Pavlidis, P., Ramaswami, M., Tanouye, M. A. The Drosophila easily shocked gene: a mutation in a phospholipid synthetic pathway causes seizure, neuronal failure, and paralysis. Cell. 79, 2333 (1994).
- Royden, C. S., Pirrotta, V., Jan, L. Y. The tko locus, site of a behavioral mutation in D. melanogaster, codes for a protein homologous to prokaryotic ribosomal protein S12. Cell. 51, 165-173 (1987).
- Parker, L., Padilla, M., Du, Y., Dong, K., Tanouye, M. A. Drosophila as a model for epilepsy: bss is a gain-of-function mutation in the para sodium channel gene that leads to seizures. Genetik. , 187-534 (2011).
- Hardie, D. G. Role of AMP-activated protein kinase in the metabolic syndrome and in heart disease. FEBS Lett. 582, 81-89 (2008).
- Fulgencio, J. P., Kohl, C., Girard, J., Pegorier, J. P. Effect of metformin on fatty acid and glucose metabolism in freshly isolated hepatocytes and on specific gene expression in cultured hepatocytes. Biochem. Pharma. 62, 439-446 (2001).
