環境内の交信が交配行動に及ぼす影響を調べる方法<em>ショウジョウバエmelanogaster</em
Summary
我々はショウジョウバエDrosophila melanogasterの交尾行動に影響を与える環境および遺伝的合図を分析するためのアッセイを実証する。
Abstract
個人の性的欲求は、遺伝子型、経験および環境条件の影響を受ける。性的行動を調節するためにこれらの因子がどのように相互作用するかは、依然として十分に理解されていない。 ショウジョウバエのメラノガスターでは 、食物の利用可能性などの環境上の手がかりが、性行動を調節するメカニズムを調べるための扱いやすいシステムを提供する交配活動に影響を与えます。 D. melanogasterでは、化学感覚性の味覚システムと嗅覚系を介して、環境の合図がしばしば感知されます。ここでは、交尾行動に対する環境化学的合図の効果を試験する方法を提示する。アッセイは、食物培地と交配するカップルを含む小さな交配アリーナからなる。各カップルの交配頻度を24時間連続してモニターする。ここでは、加圧空気システムを介した外部供給源からの環境化合物の試験、および対合アリーナ内の環境成分の直接操作に対するこのアッセイの適用性を示します。あなたは非常に揮発性の化合物の効果を試験するのに特に有用である一方、交配アリーナ内の成分を直接操作することは、化合物の存在を確かめるために有益であり得る。このアッセイは、交配行動および産卵ならびに他の男性および女性の生殖行動に及ぼす遺伝的および環境的合図の影響に関する質問に答えるために適合させることができる。
Introduction
生殖行動は、通常、特に女性の場合、男性よりも大きな生殖細胞を産生し、発生する子孫を育てる条件を慎重に選択する必要があるため、エネルギーコストが高い。エネルギーコストのために、再生が栄養状態に関連していることは驚くべきことではない。これは、すべてではないにしても哺乳動物を含むほとんどの動物で、栄養失調により思春期が遅れ、性的欲求が食物制限によって悪影響を受ける可能性がある1に当てはまります。
遺伝的モデル生物Drosophila melanogasterの繁殖はまた、栄養状態の影響を受ける。男性の食品揮発性物質2の存在下でより高いレベルで裁判所、と女性は、酵母の存在、卵の生産と子孫の生存3、4、5のための主要な栄養素で、より性的に受容されています。この進化的に保存された食品への生殖的応答は、遺伝的に扱いやすく時間効率の良い生物において、環境的食物の利用可能性を性的複製と結びつけるメカニズムを研究する機会を提供する。実際、 D. melanogasterの研究は、インスリン経路が食物と交配行動との関係の重要な調節因子であることを示唆している6 。それはまた、それ自体を相手の行為が女性の食品嗜好、ならびに関連する化学感覚ニューロン7、8、9を変えることが示されています。
D. melanogasterの食餌の合図は生殖行動に影響することは明らかである。これらの影響は主に女性、特に既に交配している女性に影響するようである5 。しかしながら、環境条件のこれらの急性効果を試験するために、雌交配行動に古典的に用いられるアッセイは、交配エピソードの間に長い間中断があるため、あまり適切ではない。古典的なrematingアッセイでは、処女の女性は最初に男性と仲良くなり、すぐに隔離され、24〜48時間後に新しい男性が呈示されます。この古典的なアッセイは、女性の行動と雌応答12、13、14、15、16、17、18を変更男性精液の成分を同定するために成功裏に使用されてきました。したがって、ここで示された連続交配アッセイは、生殖行動に対する環境条件の急性効果を研究するために使用され得る古典的な交配アッセイに加えられるものである。
ここで説明されている交尾行動についての連続アッセイを用いて、以前に酵母に曝露されたハエのペアが、24時間の観察期間5、19、20を超えるeveral回、21、ハエが食品に曝されていない間は一度だけ5 Remateのであろう。この知見は、女性が（参照10、11に概説されている）最初の交配後、数日間Remateのないことを示すキイロショウジョウバエの文学の大部分の光の中で不可解なことができます。しかし、この相違は、新しい交配機会が提供される前に、1〜数日間、女性が単離されるアッセイ条件によって容易に説明することができる。ペアがこの1時間の観察期間に交配しなければ、女性は受容性ではないと特徴付けられる。さらに、野生の捕獲されたハエからのデータが、女性が貯蔵器官に4〜6匹の男性の精子を含むことを示すとすれば、高い交配頻度は驚くべきではない。したがって、女性は自然に数回22、23を Remateのことdicating。
ここでは、この連続交配アッセイを使用して、ハエがどのように集まり、環境条件に関する情報を組み合わせて交配頻度を調節するかを実証する。このアッセイにより、遺伝学的研究のために比較的多数の交配対を試験し、揮発性及び非揮発性の環境手がかりの影響を試験することができる。アッセイは典型的には24時間実行されるが、48時間まで延長することができ、明暗（LD）サイクルなどの循環環境試験を行うことができる。我々は、食品基質中の不揮発性酵母栄養素の利用可能性と相まって、加圧空気システム内の酵母培養からの揮発性手がかりの影響を試験することにより、このアッセイを実証する。
加圧空気システムは、揮発性の手がかりを、食物基質および試験対（その交配挙動がモニターされる）。酵母が交配に影響を及ぼす特異性をさらに決定するために、本発明者らは、酵母の主要な揮発性化合物、すなわち酢酸24を、食品基質中の酵母のアミノ酸含量と組み合わせて、ペプトン（アミノ動物性タンパク質の酵素消化に由来する酸）。これらの実験は、 D. melanogasterの交配行動に対する環境上の合図の効果がこのアッセイでどのように試験され得るかを示す。
Protocol
Representative Results
Discussion
このプロトコルは、交配する夫婦が交配頻度を決定するために使用することが仮定されている環境的合図を連続的に制御しながら、24時間にわたり交配行動を試験するためのアッセイを記載する。培地に酵母も含まれている場合（ 図2B ）、加圧空気システムを介して送達された酵母空気に応答して交配頻度を増加させることが可能である。さらに、寒天、ペプトン、および酢酸?…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
フライングストックのブルーミントンショウジョウバエストックセンターに感謝します。 C. Gahr、JT Alkema、およびS. van Hasseltによる加圧空気アッセイの開発に関する初期の試み。ジャスパー・ボスマン、酵母の栽培に関するアドバイス。もともとショウジョウバエの交尾行動の経過観察モニタリングを開発してくれたRezza AzanchiとJoel Levine。 JA Gorterは、Neuroscience Research School BCN / NWO Graduate Programグラントの支援を受けました。この研究は、JC Billeterの科学研究（NWO）（参考文献：821.02.020）のオランダ組織によって一部支持された。
Materials
| Cabinet | |||
| Stainless steel kitchen cabinet | Horecaworld | 7412.0105 | |
| White LEDs | Lucky Light | ll-583wc2c-001 | Cold white, 20 mAmp and 2 V |
| Red LEDs | Lucky Ligt | ll-583vc2c-v1-4da | Wavelength between 625 nm, 20 mAmp and 6 V |
| Resistor | Royal Ohm | CFR0W4J0561A50 | 560 ohm, 0.25 W, 250 V and 5 % tolerance |
| Smartphone light meter app | Patrick Giudicelli | Light/Lux Meter FREE, version 1.1.1 | |
| Power timer | Alecto | TS-121 | |
| Metal brackets | Sharp angle 5 by 5 mm, 2 x 5450 and 1 x 1100 mm long | ||
| Frosted glass plate | 1190 x 545 x 5 mm | ||
| Filter paper sheets | LEE filters | 220 | White frost |
| Small fan | Nanoxia Deep silence | 4260285292828 | 80 mm Ultra-Quiet PC Fan, 1200 RPM |
| Big fan | Nanoxia Deep silence | 4260285292910 | 120 mm Ultra-Quiet PC Fan, 650-1500 RPM |
| Webcam camera | Logitech | 950270 | B910 HD WEBCAM OEM, Angle: 78-degree, resolution: 5-million-pixel |
| Camera software | DeskShare | Security monitor pro | |
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Fly rearing | |||
| Fly rearing bottles | Flystuff | 32-130 | 6oz Drosophila stock bottle |
| Flypad | Flystuff | 59-114 | |
| Wild-type flies | Canton-S | ||
| Fly rearing vials | Dominique Dutscher | 789008 | Drosophila tubes narrow 25×95 mm |
| Incubator | Sanyo | MIR-154 | |
| Magnetic hot plate | Heidolph | 505-20000-00 | MR Hei-Standard |
| Agar | Caldic Ingredients B.V. | 010001.26.0 | |
| Glucose | Gezond&wel | 1019155 | Dextrose/Druivensuiker |
| Sucrose | Van Gilse | Granulated sugar | |
| Cornmeal | Flystuff | 62-100 | |
| Wheat germ | Gezond&wel | 1017683 | |
| Soy flour | Flystuff | 62-115 | |
| Molasses | Flystuff | 62-117 | |
| Active dry yeast | Red Star | ||
| Tegosept | Flystuff | 20-258 | 100% |
| Peptone (bacto) | BD | 211677 | |
| Acetic Acid | Merck | 1000631000 | Glacial, 100% |
| Small petridish | Greiner bio-one | 627102 | 35 x 10 mm with vents |
| Paraffin film | Bemis NA | Parafilm | |
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Yeast and pressurised air set-up | |||
| Big petridish | Gosselin | BP140-01 | 140 x 20.6 mm |
| Ultrapure water | Millipore corporation | MiliQ | |
| Yeast extract | BD | 212750 | |
| Agar (pure) | BD | 214530 | bacto |
| Glucose (0(+)-glucose monohydrate) | Merck | 18270000004 | |
| Open caps | Schott | 29 240 28 | GL45 |
| Silicone septum | VWR | 548-0662 | |
| Barbed bulkhead fittings | Nalgene | 6149-0002 | |
| Large PVC tubing | diameter: outer 1.2 cm and inner 0.9 cm | ||
| Small PVC tubing | diameters: outer 0.8 cm and inner 0.5 cm | ||
| 15 ml tube | Falcon | ||
| Aquarium pump | Sera precision | Sera air 110 plus, AC 220-240 V, 50/60 Hz, 3 W and pressure >100 mbar | |
| Activated charcoal | Superfish | A8040400 | Norit activated carbon |
| Disposible filter unit | Whatman | 10462100 | |
| Serological pipettes | VWR | 612-1600 | |
| Syringe | BD Plastipak | 300013 | |
| Hot glue | Pattex | ||
| Syringe filter | Whatman | FP 30/pore size 0.45 mm CA-S | |
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Analysis | |||
| Statistics software | R | lme4 package |
References
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