Test<em> Drosophila</em> Lugtesansen med en Y-labyrint Assay
Summary
Vi præsenterer en række test til at afsløre indflydelse lugtstoffer på Drosophila opførsel ved hjælp af en Y-labyrint-assay.
Abstract
Afsløring signaler fra miljøet er afgørende for dyrene for at sikre deres overlevelse. Til dette formål bruger de miljømæssige signaler såsom syn, mechanoreception, hørelse, og chemoperception gennem smag, via direkte kontakt eller via lugtesansen, der repræsenterer svaret på en flygtig molekyle optræder på længere rækkevidde. Flygtige kemiske molekyler er meget vigtige signaler til de fleste dyr i afsløring af fare, en kilde til mad, eller til at kommunikere mellem individer. Drosophila melanogaster er en af de mest almindelige biologiske modeller for forskere til at udforske den cellulære og molekylære grundlag for lugtesansen. For at fremhæve olfaktoriske evner dette lille insekt, beskriver vi en modificeret valg protokol baseret på Y-labyrint-testen klassisk anvendes med mus. Data opnået med Y-labyrinter give værdifulde oplysninger til bedre at forstå, hvordan dyrene beskæftige sig med deres evigt skiftende miljø. Vi introducerer en trin-for-trin-protokollen til at studerevirkningen af lugtstoffer på flue sonderende reaktion ved hjælp af denne Y-labyrint-assay.
Introduction
Chemoreception gennem smag eller lugtesansen er en vigtig sensorisk modalitet for dyr overlevelse. Det giver vigtige signaler, der er nødvendige til påvisning af en fare eller fødevarer kilder, såvel som for sociale interaktioner. Det hjælper også dyr for at finde en sexpartner nødvendig for deres reproduktion. For mere end 20 år, intensiv forskning, herunder Nobelprisen vindende arbejde af Richard Axel og Linda Buck i 2004 "for deres opdagelser af lugtstof-receptorer og organiseringen af det olfaktoriske system", er blevet udført for at afsløre de molekylære og cellulære grundlag for lugtesansen 1,2.
Et af de foretrukne dyremodeller for videnskabsfolk at dissekere olfaktoriske opfattelsen er D. melanogaster. Dette insekt deler en lignende cellulær og molekylær lugt-kodning strategi med pattedyr. Det videnskabelige samfund anvender forskellige adfærdsmæssige paradigmer at undersøge den rolle, lugtstoffer i denne bananfluen. Disse tests omfatter multimodale assays, såsom courtshiP-tests, hvor forskellige sensoriske modaliteter, herunder lugtesansen, er vigtige for at fremkalde mandlige frieri 3. Andre analyser er også blevet udviklet til at tackle rollen som lugtstoffer mere specifikt; disse omfatter T-labyrinter, Y-labyrinter, trap assays, fire-field arenaer og vind-tunneler 4,5,6,7,8.
I denne artikel præsenterer vi en simpel modificerede Y-labyrint assay, som giver robuste olfaktoriske svarene ved D. melanogaster. Vores set-up bruger endelige tip i modsætning til en tidligere beskrevet metode 9. Således er vores Y-labyrint har to fordele. For det første undgår enhver afkast i systemet, når fluen har gjort hendes valg. For det andet begrænser udvekslingen af lugtstoffer i alle områder af Y-labyrint. Denne sidste fordel er vigtig, da Drosophila er meget følsomme over for luftstrøm, der ofte anvendes til at undgå lugtstof mætning. For at justere den eksperimentelle set-up med en luftstrøm vil være tid og omkostningskrævende. Derfor er vores Y-labyrint-assay er en efstrækkeligt og hurtig måde at teste olfaktoriske ydeevne Drosophila.
Protocol
Representative Results
Discussion
Vores Y-labyrint-protokol er baseret på en tidligere beskrevet protokol 9. Men vi indføre to store forskelle. Først bruger vi smalle pipettespidser til at forhindre fluerne i at vende tilbage, når de beslutter at komme ind i hætteglasset med opløsningsmiddel eller opløsningsmidlet plus lugtstof. Disse smalle tips er også nyttigt at begrænse lugtstof udbredelse i Y-labyrinten. For det andet bruger vi en mindre belastning hætteglas at tvinge fluerne at komme i Y-labyrint. Det er vigtigt at have en hø…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Vi takker 4 anonyme anmeldere for deres arbejde for at forbedre manuskriptet. Vi takker Centre National de la Recherche Scientifique for sin finansielle støtte til MBG og YG, og Université de Bourgogne og den franske Forskningsministeriet til MMS. Forskning i YG laboratorium er finansieret af Det Europæiske Forskningsråd (ERC Starting Grant, GliSFCo-311.403), Agence Nationale de la Recherche (ANR-JCJC, GGCB-2010), Conseil Régional de Bourgogne (Faber), og CNRS.
Materials
| Drosophila Polystyrene tube | VWR europe | 734-2255 | 30 x 25 mm Y-maze |
| Drosophila Borosilicate tube | Dijon verre | 95 X 25 mm Y-maze |
|
| Foam stopper | Dutscher | 999038 | Y-maze |
| Y-shaped connector | Europrix | 11020605 | Y-maze |
| 100-1000µl pipet tips | Corning | 4868 | Join the following pipet tips to the Y-shaped connector. Cut 2 pipet tips at 65 mm from the wide end, and connect the narrow end (with a ∼2 mm opening) to 2 test vials. These openings will limit the U-turns once the flies enter the tubes containing the odors. Cut 1 pipet tip at 35 mm from the wide end, and connect it to the loading vial. Y-maze |
| Far-Red LED Bulb | Rubin-Lacaque | 0RB180238 | 625-630 nm |
| Acetic Acid | Sigma-Aldrich | 45725 | |
| Phenylacetic Acid | Sigma-Aldrich | P16621 | |
| Yeast | Sensient Flavors Strasbourg | 1018880464 | |
| Cornmeal | eurogerm | Farine de maïs | |
| Agar | Kalys | HP-697-25 | |
| Methyl hydroxy 4 benzoate | VWR international | 25605293 |
References
- Mombaerts, P. Genes and ligands for odorant, vomeronasal and taste receptors. Nat. Rev. Neurosci. 5, 263-278 (2004).
- Silbering, A. F., Benton, R. Ionotropic and metabotropic mechanisms in chemoreception: ‘chance or design. EMBO Rep. 11, 173-179 (2010).
- Ziegler, A. B., Berthelot-Grosjean, M., Grosjean, Y. The smell of love in Drosophila. Front. Physiol. 4, (2013).
- Silbering, A. F., et al. Complementary function and integrated wiring of the evolutionarily distinct Drosophila olfactory subsystems. J. Neurosci. 31, 13357-13375 (2011).
- Grosjean, Y., et al. An olfactory receptor for food-derived odours promotes male courtship in Drosophila. Nature. 478, 236-240 (2011).
- Woodard, C., Huang, T., Sun, H., Helfand, S. L., Carlson, J. Genetic analysis of olfactory behavior in Drosophila: a new screen yields the ota mutants. Génétique. 123, 315-326 (1989).
- Semmelhack, J. L., Wang, J. W. Select Drosophila glomeruli mediate innate olfactory attraction and aversion. Nature. 459, 218-223 (2009).
- Budick, S. A., Dickinson, M. H. Free-flight responses of Drosophila melanogaster to attractive odors. The Journal of Experimental Biology. 209, 3001-3017 (2006).
- Martin, F., Charro, M. J., Alcorta, E. Mutations affecting the cAMP transduction pathway modify olfaction in Drosophila. J. Comp. Physiol. A. 187, 359-370 (2001).
- Barron, A. B. Anaesthetising Drosophila for behavioural studies. Journal of Insect Physiology. 46, 439-442 (2000).
- Ai, M., et al. Acid sensing by the Drosophila olfactory system. Nature. 468, 691-695 (2010).
- Becher, P. G., Bengtsson, M., Hansson, B. S., Witzgall, P. Flying the fly: long-range flight behavior of Drosophila melanogaster to attractive odors. J. Chem. Ecol. 36, 599-607 (2010).
