Простой способ измерить изменения в Reward обращаемость за помощью<em> Дрозофилы</em
Summary
Мы опишем протокол для индукции полезным и nonrewarding опыт в плодовых мух (дрозофилы) с использованием добровольного потребления этанола в качестве меры для изменения в награду государств.
Abstract
Мы опишем протокол для измерения этанола самоуправлением в плодовой мушки (дрозофилы) в качестве прокси для изменений в награду государств. Мы демонстрируем простой способ подключиться к системе вознаграждения лету, изменять опыт, связанный с естественной наградой, а также использовать добровольное потребление этанола в качестве меры для изменения в награду государств. Подход служит в качестве соответствующего инструмента для изучения нейроны и гены, которые играют определенную роль в опыте опосредованной изменения внутреннего состояния. Протокол состоит из двух отдельных частей: подвергая мух к полезным и nonrewarding опыта, и опробование добровольное потребление этанола в качестве меры мотивации, чтобы получить вознаграждение наркотиков. Эти две части могут быть использованы независимо друг от друга, чтобы вызвать модуляцию опыта в качестве первого шага для дальнейшего вниз по течению анализов или в качестве независимого два выбора анализа кормления, соответственно. Протокол не требует сложной настройки и, следовательно, могут быть применены в любом Laboratorу с основными инструментами культуры летать.
Introduction
Модификация поведения в ответ на опыт позволяет животным корректировать свое поведение к изменениям в их среде 1. В ходе этого процесса, животные интегрировать их внутреннее физиологическое состояние с изменением условий внешней среды, а затем выбрать одно действие над другим, чтобы увеличить свои шансы на выживание и размножение. Системы вознаграждения эволюционировали мотивации поведения, которые необходимы для выживания особей и видов путем усиления поведения , которые увеличивают немедленное выживание, например, еды или питья, или те , которые обеспечивают долгосрочное выживание, такие как сексуальное поведение или уход за потомством 2. Искусственные соединения , такие как наркотики злоупотребления также влияют на системы вознаграждения путем кооптации нервных путей , которые обеспечивают естественные награды 2.
За последние два десятилетия плодовой мушки дрозофилы была создана в качестве перспективной модели для изучения Molecулар и нейронные механизмы, которые формируют влияние этанола на поведение 3,4.
Ранее мы определили подмножество пептидергических нейронов у мух (НРП / НРП рецептора (R) нейроны) , которые соединяют естественные награды, такие как сексуальный опыт, к мотивации получения вознаграждения наркотиков 5. НРП выражение чувствительна к обоим параметрам сексуального опыта и поощрений наркотиков, таких как этанол интоксикации. Изменения в НРП уровней экспрессии преобразуются в изменения в этаноле самоуправления 5, где высокая НРП снижает и низкий НРП увеличивает предпочтение к потреблению этанола. Активация нейронов является НПФ полезным для мух, поскольку они показывают сильное предпочтение запаха, спаренной с активацией, что также отражается снижением потребления этанола. Что еще более важно, активация нейронов НРП мешает способности мух, чтобы сформировать положительную ассоциацию между интоксикацией этанолом и запах реплике. Причинно-следственная связь между НРП / Rсистема, вознаграждение памяти, и потребление этанола позволяет предположить , что можно использовать этанол самоуправлением в качестве меры для изменения в награду 5 государств.
В этой публикации мы демонстрируют комплексный подход к выстукивать в лету естественной системы вознаграждения и изменения опробование в награду государств. Подход состоит из двух отдельных частей, учебного протокола для манипулирования природными опытом вознаграждения, связанных с последующим двумя вариантами капиллярный питатель анализа (CAFE) для оценки этанола самоуправления в качестве оценки изменений в награду государств. Анализ КАФЕ аналогична выбору анализов двух бутылок , используемых в исследованиях на грызунах для наркотиков самоуправления и было показано , чтобы отразить некоторые свойства наркомании типа поведения у мух 6.
Protocol
Representative Results
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
Мы благодарим У. Хеберлайн и А. Devineni для длительных обсуждений и технических консультаций. Мы также благодарим членов лаборатории Шохат-Офир, А. Benzur, Л. Kazaz и О. Шалом, за помощь с демонстрации метода. Особая благодарность идет к Элиэзер Costi для создания систем для полетов в лаборатории. Эта работа была поддержана Израильского научного фонда (384/14) и гранты Мари Кюри Карьера интеграции (CIG 631127).
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
- Robinson, G. E., Fernald, R. D., Clayton, D. F. Genes and social behavior. Science. 322, 896-900 (2008).
- Koob, G. F. Neurobiological substrates for the dark side of compulsivity in addiction. Neuropharmacol. 56, 18-31 (2009).
- Kaun, K. R., Devineni, A. V., Heberlein, U. Drosophila melanogaster as a model to study drug addiction. Hum Genet. 131, 959-975 (2012).
- Devineni, A. V., Heberlein, U. Addiction-like behavior in Drosophila. Commun Integr Biol. 3, 357-359 (2010).
- Shohat-Ophir, G., Kaun, K. R., Azanchi, R., Mohammed, H., Heberlein, U. Sexual deprivation increases ethanol intake in Drosophila. Science. 335, 1351-1355 (2012).
- Devineni, A. V., Heberlein, U. Preferential ethanol consumption in Drosophila models features of addiction. Curr Biol : CB. 19, 2126-2132 (2009).
- 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).
- 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).
- Ejima, A., et al. Generalization of courtship learning in Drosophila is mediated by cis-vaccenyl acetate. Curr Biol. 17, 599-605 (2007).
- 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).
- Kaun, K. R., Azanchi, R., Maung, Z., Hirsh, J., Heberlein, U. A Drosophila model for alcohol reward. Nat Neurosci. 14, 612-619 (2011).
- 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).
- Devineni, A. V., Heberlein, U. The evolution of Drosophila melanogaster as a model for alcohol research. Annu Rev Neurosci. 36, 121-138 (2013).
- Ro, J., Harvanek, Z. M., Pletcher, S. D. FLIC: high-throughput, continuous analysis of feeding behaviors in Drosophila. PloS one. 9, 101107 (2014).
- Itskov, P. M., et al. Automated monitoring and quantitative analysis of feeding behaviour in Drosophila. Nat Commun. 5, 4560 (2014).
- 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).
- Peru, Y. C., et al. Long-lasting, experience-dependent alcohol preference in Drosophila. Addict Biol. 19, 392-401 (2014).
- Dus, M., et al. Nutrient Sensor in the Brain Directs the Action of the Brain-Gut Axis in Drosophila. Neuron. 87, 139-151 (2015).
- Anderson, D. J., Adolphs, R. A framework for studying emotions across species. Cell. 157, 187-200 (2014).
- 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).
