Summary

사용 보상 추구 행동의 변화를 측정하는 간단한 방법<em> 노랑 초파리</em

Published: December 15, 2016
doi:

Summary

우리는 보람 유도 및 보상 상태의 변화에 대한 조치로 자발적인 에탄올 소비를 사용하여 초파리 (Drosophila의 melanogaster의) 경험을 nonrewarding위한 프로토콜을 설명합니다.

Abstract

우리는 보상 상태의 변화에 대한 프록시로 초파리에서 에탄올 자기 관리 (초파리)를 측정하기위한 프로토콜을 설명합니다. 우리는 파리의 보상 시스템을 활용 자연 보상에 관한 경험을 수정하고 보상 상태의 변화에 ​​대한 조치로 자발적인 에탄올 소비를 사용하는 간단한 방법을 보여줍니다. 접근 방식은 내부 상태의 경험을 매개 변화에 중요한 역할을 신경 세포와 유전자를 연구하는 중요한 도구 역할을한다. 이 프로토콜은 두 개의 분리 된 부분으로 구성된다 보람 nonrewarding 경험 파리 노출 및 약물 보상을 얻기 위해 동기 척도로서 자주 에탄올 소비량을 분석. 두 부분은 각각 하류 분석을위한 초기 단계로 또는 독립적 인 두 선택 먹이 검정으로 환경의 조절을 유도하는 데 독립적으로 사용될 수있다. 프로토콜은 복잡한 설정이 필요하지 않으며, 따라서 모든 실험 실용으로 적용될 수있다기본적인 비행 문화 도구와 y를.

Introduction

경험의 질문에 답변 행동의 수정은 동물들이 환경 (1)의 변화에 자신의 행동을 조정할 수 있습니다. 이 과정에서, 동물은 외부 환경의 변화하는 조건에 내부 생리 학적 상태를 통합하고 이후 생존과 재생의 그들의 기회를 높이기 위해 다른 통해 하나의 동작을 선택합니다. 보상 시스템은 식사 또는 음주, 또는 자손이에 대한 성적 행동이나 배려 장기 생존을 보장하는 것과 같은 즉각적인 생존을 향상시키는 행동을 강화하여 개인과 종의 생존을 위해 필요한 행동 동기를 부여하기 위해 진화. 이러한 약물 남용 등의 인공 화합물은 자연 보상 (2)을 매개 공동 말인가 신경 경로에 의해 보상 시스템에 영향을 미칩니다.

지난 20 년 동안, 과일 molec을 공부 초파리 melanogaster의이 유망한 모델로 설립되었습니다 비행울라 행동 3,4-에서 에탄올의 효과를 형성하고 신경 메커니즘.

이전에, 우리는 약물 보상 (5)를 얻는 동기로, 파리에서 peptidergic 뉴런의 부분 집합 (NPF / NPF 수용체 (R) 뉴런) 등의 성적 경험으로 그 몇 자연 보상을 확인했다. NPF 표현은 모두 성적 경험과 에탄올 중독과 같은 약물 보상에 민감합니다. NPF 발현 수준의 변화는 높은 NPF는 줄이고 낮은 NPF 에탄올을 소비 할 수있는 환경을 증가 에탄올 자기 관리 5에 변경으로 변환됩니다. 그들은 또한 감소 에탄올 소비에 의해 반사되어 활성화,와 결합 냄새에 대한 강한 선호를 표시로 NPF 뉴런을 활성화하면, 파리에 대한 보람입니다. 더 중요한 것은, NPF 신경 세포의 활성화는 에탄올 중독과 냄새 큐 사이에 긍정적 인 관계를 형성하기 위해 파리의 기능을 방해한다. NPF / R 사이의 인과 관계시스템 보상 메모리 및 에탄올 소비 한 보상 5 상태의 변화에 대한 척도로서 에탄올자가 투여를 사용할 수 있음을 시사한다.

이 책에서 우리는 보상 지역에서의 비행 자연 보상 시스템과 시금 변경을 활용에 대한 통합 된 접근 방식을 보여줍니다. 접근 방식은 보상 상태의 변화에 ​​대한 추정치로 에탄올 자기 관리를 평가하기 위해 두 개의 선택 모세관 공급 분석 (CAFE) 다음에 두 개의 개별 부품, 천연 보상 관련 경험을 조작하기위한 훈련 프로토콜로 구성되어 있습니다. 카페 분석은 약물 자기 관리를위한 설치류 연구에 사용 된 두 병 선택 분석 유사과 파리 6 중독 같은 행동의 특정 속성을 반영하는 것으로 나타났다.

Protocol

참고 : 실험 설계의 일반 개요 : 실험 디자인은 남성 파리가 4 (d)의 과정을 통해 3 연속 훈련에 보람과 nonrewarding 경험에 노출되는 구애 억제 7-9에 대한 적응 프로토콜을 포함한다. 4 D – 경험 단계의 끝에서, 파리 3 두 선택 자발적 에탄올 소비량 분석에서 시험된다. 다른 실험 (표 1)의 시작 이전에 적시에 이루어져야하는 동안 프로토콜은 본원에서 하나 이상의 실험에 사용되는 사전에 수행 할 ?…

Representative Results

FPreviously, Devineni 등은. 초파리는 에탄올 함유 식품을 소비 할 수있는 선택권을 부여 할 때, 그들은 음식 (6)을 포함 nonethanol 이상 에탄올 함유 식품에 대한 강한 선호를 표시하는 것으로 나타났다. 여기에 표시된 훈련 프로토콜을받지 않은 순진한 남성 파리의 타고난 에탄올 환경을 분석 할 때 우리가 얻은 몇 가지 대표적인 결과입니다. <p class="jove_content" f…

Discussion

Here, we illustrate the details of an integrated approach to measure alterations in reward-seeking behavior, based on previous work described by Devineni et al.6 and Shohat-Ophir et al5. The first section of the protocol uses different types of sexual interactions as the experience input, and the second section uses a two-choice feeding assay to assess the effect of experience on the preference to consume ethanol.

As shown by Devineni et al.<sup…

Divulgations

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

우리는 오래 지속 토론 및 기술 자문을 위해 미국 Heberlein 및 A. Devineni 감사합니다. 우리는 또한 방법을 보여주는으로 도움을, A. Benzur, L. Kazaz 및 O. 샬롬을 Shohat – 오빌 실험실 구성원 감사합니다. 특별 감사는 실험실에서 비행 시스템을 구축하기위한 엘리에셀 Costi로 이동합니다. 이 작품은 이스라엘 과학 재단 (14분의 384)와 마리 퀴리 경력 통합 보조금 (CIG 631127)에 의해 지원되었다.

Materials

Polystyrene 25 x 95mm Vials FlyStuff 32-109
narrow plastic vials flugs FlyStuff 42-102
Disposable Sterile Needle 18G and 27G  can be acquired by any company 1.20 X 38mm (18Gx1 1/2") , 0.40 X 13mm (27Gx1/2")
10x75mm Borosilicate Glass Disposable Culture Tubes kimble chase 73500-1075
calibrated pipets 5ul (microliter) VWR 53432-706 color coded white to contain 5 microliters
Mineral Oil  Sigma-Aldrich  M5904
Sucrose, Molecular Biology Grade CALBIOCHEM 573113
Yeast extract Powder for microbiology can be acquired by any company
Ethanol Sigma-Aldrich  32221
standard pipette Tips (micro-pipets) ThermScientific T114R-Q volume- 0.1-20 ul Ultra micro
IDENTI-PLUGS (Foam Tube Plugs) Jaece L800-A fits opening 6 to 13mm
IDENTI-PLUGS (Foam Tube Plugs) Jaece L800-D fits opening 35 to 45mm
virginator fly stock  bloomington drosophila stock center #24638
Narrow Vials, Tray Pack (PS) Genesee Scientific Corporation  # 32-109BR
Drosophila Media Recipes and Methods Bloomington Drosophila Stock Center http://flystocks.bio.indiana.edu/Fly_Work/media-recipes/molassesfood.htm
propionic acid Sigma-Aldrich  P5561
phosphoric acid Sigma-Aldrich  W290017
Methl 4-Hydroxybenzoate Sigma-Aldrich  H3647
Agar Agar can be acquired by any company
corn meal can be acquired by any company
Grandma's molasses B&G Foods, Inc not indicated
instant dry yeast can be acquired by any company

References

  1. Robinson, G. E., Fernald, R. D., Clayton, D. F. Genes and social behavior. Science. 322, 896-900 (2008).
  2. Koob, G. F. Neurobiological substrates for the dark side of compulsivity in addiction. Neuropharmacol. 56, 18-31 (2009).
  3. Kaun, K. R., Devineni, A. V., Heberlein, U. Drosophila melanogaster as a model to study drug addiction. Hum Genet. 131, 959-975 (2012).
  4. Devineni, A. V., Heberlein, U. Addiction-like behavior in Drosophila. Commun Integr Biol. 3, 357-359 (2010).
  5. Shohat-Ophir, G., Kaun, K. R., Azanchi, R., Mohammed, H., Heberlein, U. Sexual deprivation increases ethanol intake in Drosophila. Science. 335, 1351-1355 (2012).
  6. Devineni, A. V., Heberlein, U. Preferential ethanol consumption in Drosophila models features of addiction. Curr Biol : CB. 19, 2126-2132 (2009).
  7. McBride, S. M., et al. Mushroom body ablation impairs short-term memory and long-term memory of courtship conditioning in Drosophila melanogaster. Neuron. 24, 967-977 (1999).
  8. Ejima, A., Smith, B. P., Lucas, C., Levine, J. D., Griffith, L. C. Sequential learning of pheromonal cues modulates memory consolidation in trainer-specific associative courtship conditioning. Curr Biol. 15, 194-206 (2005).
  9. Ejima, A., et al. Generalization of courtship learning in Drosophila is mediated by cis-vaccenyl acetate. Curr Biol. 17, 599-605 (2007).
  10. Keleman, K., Kruttner, S., Alenius, M., Dickson, B. J. Function of the Drosophila CPEB protein Orb2 in long-term courtship memory. Nat Neurosci. 10, 1587-1593 (2007).
  11. Kaun, K. R., Azanchi, R., Maung, Z., Hirsh, J., Heberlein, U. A Drosophila model for alcohol reward. Nat Neurosci. 14, 612-619 (2011).
  12. Xu, S., et al. The propensity for consuming ethanol in Drosophila requires rutabaga adenylyl cyclase expression within mushroom body neurons. Genes Brain Behav. 11, 727-739 (2012).
  13. Devineni, A. V., Heberlein, U. The evolution of Drosophila melanogaster as a model for alcohol research. Annu Rev Neurosci. 36, 121-138 (2013).
  14. Ro, J., Harvanek, Z. M., Pletcher, S. D. FLIC: high-throughput, continuous analysis of feeding behaviors in Drosophila. PloS one. 9, 101107 (2014).
  15. Itskov, P. M., et al. Automated monitoring and quantitative analysis of feeding behaviour in Drosophila. Nat Commun. 5, 4560 (2014).
  16. Yapici, N., Cohn, R., Schusterreiter, C., Ruta, V., Vosshall, L. B. A Taste Circuit that Regulates Ingestion by Integrating Food and Hunger Signals. Cell. 165, 715-729 (2016).
  17. Peru, Y. C., et al. Long-lasting, experience-dependent alcohol preference in Drosophila. Addict Biol. 19, 392-401 (2014).
  18. Dus, M., et al. Nutrient Sensor in the Brain Directs the Action of the Brain-Gut Axis in Drosophila. Neuron. 87, 139-151 (2015).
  19. Anderson, D. J., Adolphs, R. A framework for studying emotions across species. Cell. 157, 187-200 (2014).
  20. Gibson, W. T., et al. Behavioral responses to a repetitive visual threat stimulus express a persistent state of defensive arousal in Drosophila. Curr Biol. 25, 1401-1415 (2015).
check_url/fr/54910?article_type=t

Play Video

Citer Cet Article
Zer, S., Ryvkin, J., Wilner, H. J., Zak, H., Shmueli, A., Shohat-Ophir, G. A Simple Way to Measure Alterations in Reward-seeking Behavior Using Drosophila melanogaster. J. Vis. Exp. (118), e54910, doi:10.3791/54910 (2016).

View Video