Determinazione del locomotore attività spontanea in<em> Drosophila melanogaster</em
Summary
Drosophila melanogaster sono utili per studiare le manipolazioni genetiche o ambientali che influenzano i comportamenti come l'attività locomotoria spontanea. Qui si descrive un protocollo che utilizza il monitor con raggi infrarossi e software di analisi dei dati per quantificare l'attività locomotoria spontanea.
Abstract
Drosophila melanogaster è stato utilizzato come un ottimo organismo modello per studiare le manipolazioni ambientali e genetici che influenzano il comportamento. Un tale comportamento è l'attività locomotoria spontanea. Qui si descrive il protocollo che utilizza monitor popolazione Drosophila e un sistema di monitoraggio che consente il monitoraggio continuo dell'attività locomotoria spontanea di linea per diversi giorni alla volta. Questo metodo è semplice, affidabile e obiettivo e può essere utilizzato per esaminare gli effetti dell'invecchiamento, sesso, variazioni nel contenuto calorico degli alimenti, aggiunta di farmaci o manipolazioni genetiche che mimano malattie umane.
Introduction
Moscerini della frutta, Drosophila melanogaster, sono stati utilizzati come organismo modello prezioso per studiare i meccanismi alla base di comportamenti complessi, quali l'apprendimento e la memoria, l'interazione sociale, l'aggressività, abuso di droghe, il sonno, la funzione sensoriale, corteggiamento e accoppiamento 1,2. Un comportamento che è stato studiato attraverso molteplici protocolli è l'attività locomotoria spontanea. Geotassi negativo è stato uno dei primi metodi sviluppati per la misurazione dell'attività Drosophila, e questo protocollo prevede la misura la percentuale di mosche che raggiungono una certa altezza del flaconcino dopo linea fu scossa al fondo del contenitore 1,3. Questo metodo presenta i vantaggi di essere semplice, poco costoso, e poiché non richiede particolari attrezzature può essere eseguita in qualsiasi laboratorio. E 'stato usato come strumento di screening prezioso per studiare gli effetti di differenti manipolazioni genetiche su fly mobilità 3. Tuttavia, è tempo e lavoro ad alta intensità dind ha la possibilità di bias dovuto alla variabile agitazione delle fiale e registrazioni umani.
Il metodo geotassi negativo è stato migliorato dallo sviluppo del metodo iterativo Rapid Negative geotassi (RING) 4,5, che prende fotografie delle fiale fly seguenti agitazione delle mosche verso il basso. Il vantaggio di questo protocollo è la sua sensibilità e la possibilità di testare un gran numero di fiale mosca allo stesso tempo. Tuttavia, questo protocollo ha ancora la possibilità di errore umano, e misura solo geotassi negativi. Altri laboratori hanno utilizzato la semplice osservazione in flaconi di coltura per determinare l'attività locomotoria 6.
Recentemente sono stati sviluppati diversi sistemi di registrazione video per la misurazione dell'attività locomotoria mosca. Un protocollo di monitoraggio video fornisce tempo per la regolazione prima della registrazione 7. Il metodo descritto da Slawson et al. Utilizza anche un impulso d'aria per fermare movement fino all'inizio della registrazione, che potrebbe essere un fattore di stress agli animali 7. Questo metodo fornisce informazioni sulla velocità media, velocità massima, tempo trascorso in movimento, ecc Un altro sistema di inseguimento tridimensionale misura la velocità massima dei singoli mosche durante ~ 0,2 secondi di libera decollo volo 8. Un protocollo di monitoraggio video tridimensionale utilizza mosche che esprimono GFP e più telecamere dotate di filtri che consentono la rilevazione della fluorescenza per determinare mosca mobilità 9. Mosche in questo protocollo tendono a mostrare modelli ponti cilindrici, che è potenzialmente a causa della forma della cultura Drosophila fiale 10. Questo metodo è stato migliorato utilizzando una cupola che permette di misurare movimento spontaneo di due mosche 11. Un metodo ad alta velocità che utilizza una telecamera per monitorare e quantificare il comportamento individuale e sociale di Drosophila automaticamente è stato anche descritto 12. Zou etal. ha sviluppato un sistema di monitoraggio comportamentale (BMS) che utilizza due telecamere assistita da computer per registrare il comportamento a vita e movimenti come riposo, in movimento, volare, mangiare, bere, o morti di frutta tephritid individuale mosche 13. Diversi altri sistemi video sono stati sviluppati per monitorare l'attività fly comportamentale 14,15.
Qui si descrive un metodo per quantificare l'attività Drosophila che utilizza i monitor della popolazione. Questi monitor sono alloggiati in locali e incubatori umidità controllata a 25 ° C su un ciclo di 12 ore di luce giorno-notte. Ogni monitor popolazione ha raggi infrarossi collocati in anelli posizionabile a tre diverse altezze. Ogni volta che una mosca si muove attraverso gli anelli si interrompe il fascio infrarosso, che viene registrato da un microprocessore che, indipendentemente atti e conta delle attività di linea all'interno della fiala. Un microprocessore carica l'attività totale nel flaconcino al computer a interva definita dall'utentels che potrebbero variare da 1 secondo a 60 minuti. Il metodo qui descritto prevede ampio spazio per le mosche si adeguino al nuovo ambiente e consente la misurazione simultanea dell'attività locomotoria spontanea di ben 120 popolazioni di mosche. Inoltre, si descrive la preparazione del cibo, voliamo manutenzione, l'impostazione dei monitor popolazione di mobilità in incubatori a temperatura controllata, e potenziali fattori che potrebbero influenzare i risultati. Questo metodo può essere usato per studiare come diverse modificazioni ambientali o genetici influenzano l'attività locomotoria spontanea delle mosche.
Protocol
Representative Results
Discussion
Attività locomotoria spontanea di mosche è influenzato da molti fattori quali l'età, background genetico, e di genere 2,13,18,19. Inoltre, fattori ambientali come il contenuto calorico del cibo, temperatura dell'ambiente, l'aggiunta di diversi farmaci, e il giorno / notte ciclo di luce possono influenzare l'attività mosca. Per esempio, mosche maschio della stessa età hanno una maggiore attività fisica spontanea rispetto alle femmine (Figura 1). Pertanto, in linea della s…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Questo lavoro è stato sostenuto da una sovvenzione da parte del National Institutes of Health (AG023088 a BR).
Materials
| Sucrose FCC Food Grade 100 LB, | Fisher Scientific MP Biomedicals | ICN90471380 | |
| Brewer’s Yeast | Fisher Scientific MP Biomedicals | ICN90331280 | |
| Drosophila Agar Fine | SciMart | DR-820-25F | |
| Cornmeal | Fisher Scientific MP Biomedicals | ICN90141125 | |
| Methyl4-hydroxybenzoate, tegosept | Sigma | H5501-5KG | |
| EtOH | Pharmco-AAPER | 111000200 | |
| Active Dry Yeast | Fisher Scientific | ICN10140001 | |
| Fly CO2 pad | LabScientific | BGSU-7 | |
| Stereo Microscope | Olympus | SZ40 | |
| Drosophila carbon dioxide (CO2) tank | Airgas | UN1013 | |
| Small paint brush for pushing the flies | |||
| Shell vial wide | Fischer Scientific | AS519 | |
| Buzzplugs for wide plastic vials | Fischer Scientific | AS275 | |
| Glass vials (25x95mm) | Fischer Scientific Kimble 60931-8 | AS-574 | |
| Sponge plugs for glass vials | SciMart | DR-750 | |
| Drosophila Food Dispenser | Applied Scientific (Fischer Scientific) | AS780Q | |
| DPM Drosophila Population Monitor | Trikinetics Inc. | ||
| DC Power Supply with line cord | Trikinetics Inc. | ||
| PSIU9 The Power Supply Interface Unit | Trikinetics Inc. | ||
| Telephone cables and 5 way splitters | Trikinetics Inc. | ||
| Universal Serial Bus (USB) hardware | Trikinetics Inc. | ||
| Macintosh or Windows PC with UCB port | |||
| DAMSystem308X Data Acquisition Software for Macintoch OSX (Intel) | www.trikinetics.com | ||
| DAMSystem308 Data Acquisition Software for Windows PC (XP/Vista/7) | www.trikinetics.com | ||
| DAMFileScan108X software for Macintosh | www.trikinetics.com | ||
| DAMFileScan108X software for Windows PC (XP/Vista/7) | www.trikinetics.com | ||
| USB software (PSIUdrivers.zip) | www.trikinetics.com | ||
| DAMSystem Notes 308 | (http://www.trikinetics.com/Downloads/DAMSystem%20Notes%20308.pdf |
References
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