Medir e alterando Acasalamento Drive em Male<em> Drosophila melanogaster</em

Summary

Este artigo descreve um ensaio comportamental que utiliza a unidade de acasalamento dos machos em Drosophila melanogaste r para estudar motivação. Usando este método, os pesquisadores podem utilizar técnicas neurogenéticos mosca avançada para descobrir os mecanismos genéticos, moleculares e celulares que fundamentam essa motivação.

Abstract

Apesar de décadas de investigação, as bases neuronais e moleculares de estados motivacionais permanecem misteriosas. Recentemente, desenvolvemos um romance, reducionista e sistema escalável para investigação aprofundada de motivação usando a unidade de acasalamento dos machos Drosophila melanogaster (Drosophila), os métodos para as quais detalhes aqui. O paradigma comportamental centra-se na constatação de que a unidade de acasalamento dos machos diminui ao lado de fertilidade ao longo de cópulas repetidas e recupera mais ~ 3 d. Neste sistema, as poderosas ferramentas neurogenéticos disponíveis na mosca convergir com a acessibilidade genética e esquema de ligação putativo disponíveis para o comportamento sexual. Esta convergência permite o isolamento rápido e interrogatório de pequenas populações neuronais com funções motivacionais específicos. Aqui nós detalhe a concepção e execução do ensaio saciedade que é usado para medir e alterar a motivação corte na mosca masculino. usando esteensaio, que também demonstram que a baixa unidade de acasalamento dos machos pode ser superado através da estimulação neurónios dopaminérgicos. O ensaio de saciedade é simples, acessível e robusto às influências de fundo genético. Esperamos que o ensaio de saciedade para gerar muitos novos insights sobre a neurobiologia de estados motivacionais.

Introduction

Trabalho em Drosophila tem proporcionado uma visão profunda e pioneira em muitos fenómenos biológicos, incluindo a natureza do gene ^1, os princípios do desenvolvimento embrionário ^2, ritmos circadianos ^3, bem como o desenvolvimento e a fiação do sistema nervoso ^{4, 5, 6.} A motivação permanece bastante menos conhecidas do que estes fenómenos, talvez por causa das limitações dos sistemas que foram estudados até agora. A motivação da mosca é estudado principalmente no contexto de fome, que apresenta diversos desafios devido a sua ingestão de alimentos muito pequeno por ataque de alimentação e impede que exoesqueleto sinais evidentes de deposição de gordura. Por conseguinte, existe uma necessidade de expandir os sistemas utilizados para estudar a motivação em tempo real.

Nós descrevemos um quadro comportamental para o estudo da unidade de acasalamento emDrosophila. Este sistema tira vantagem das ferramentas neurogenéticos em tempo real, bem como a acessibilidade ^{7, 8, 9, 10, 11, 12} e o putativo conectoma de seus circuitos dimorfismo sexual ^{8, 13.} Além disso, grande parte da inata ^{14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21} e aprendeu ^{22, 23, 24} circuito sensório-motor namoro controle foi elaborado em detalhes, proporcionando uma rara oportunidadepara localizar o nó de circuito exato em que a motivação colide. Recentemente, relatou que, em tempo real, como nos seres humanos, os níveis de dopamina são centrais para a unidade de acoplamento ^{25, 26, 27.} Ganhamos o acesso genética para o nível do circuito molecular-e detalhada e recebimento de neurônios na mosca, facilitando produtoras de dopamina relevantes análises deste fenómeno conservada utilizando os ensaios aqui descrita ^25.

Nós adicionar aos ensaios comportamentais em Zhang et ai. ²⁵ uma nova arena comportamental plana que permite pontuação de vídeo, que chamamos de um ensaio de saciedade 2-dimensional (2-D), uma importante melhoria em relação aos métodos anteriores. Consequentemente, o novo ensaio é mais escalável e quantificável e, portanto, mais adequado para telas genéticas de genes e de neurônios envolvidas na motivação. Usamos este novo ensaio, juntamente com ensaios de namoro e neurogemanipulações magnética, para demonstrar como medir e alterar unidade de acasalamento na mosca.

Protocol

NOTA: Este protocolo descreve a preparação (Seções 1 – 3), execução (Seção 4), e análise (Seção 4) de ensaios de saciedade 2-D. Em seguida, utilizando estimulação dopaminérgica, como exemplo, a secção 5 mostra como combinar estimulação termogênico com ensaios de saciedade 2-D para induzir hipersexualidad. Secção 6 descreve 3 maneiras de verificar os resultados de ensaios de saciedade 2-D. Finalmente, a Seção 7 mostra como medir a recuperação da unidade de acasalamento em moscas macho. <p cla…

Representative Results

Para caracterizar unidade de acoplamento de Drosophila, de 3 dias de idade, Canton WT-S machos foram testados num ensaio de saciedade 2-D. Durante o curso do ensaio (4,5 h), machos acasalam uma média de 4,8 ± 0,3 (média ± erro padrão da média, SEM) vezes. Acasalamentos iniciar principalmente nas primeiras 2 h (78%) (Figura 6A, 6B) e tornam-se menos frequentes como o ensaio avança (Figura 6A, 6B). Esta redução não é devido à falta de …

Discussion

Estados motivacionais pode ser saciado, mantidos e recuperados ^34. Nós apresentamos um ensaio de saciedade 2-D que rapidamente e de forma robusta mede todos esses aspectos do acasalamento unidade na mosca. Este ensaio abre-se a possibilidade de utilizar mosca avançada manipulações genéticas para estudar os componentes moleculares e um circuito de comportamento motivado.

O ensaio de saciedade confia na capacidade do homem para o tribunal com sucesso e copular, e p…

Materials

1/16 inch clear acrylic	McMaster-Carr	8589K12	Used to make arenas; see Supplemental Material 1 for designs.
1/8 inch clear acrylic	McMaster-Carr	8589K42	Used to make arenas; see Supplemental Material 1 for designs.
3/16 inch clear acrylic	McMaster-Carr	8560K219	Used to make arenas; see Supplemental Material 1 for designs.
1/32 inch black delrin	McMaster-Carr	8575K132	Used to make arenas; see Supplemental Material 1 for designs.
Hex screws, 1 inch long (50x)	McMaster-Carr	92314A115	Used to make arenas. Can be replaced by 3/4 inch screws (92314A113, McMaster-Carr) for 32-chamber arenas.
Thumb nuts (25x)	McMaster-Carr	92741A100	Used to make arenas. Can be replaced by regular hex nuts (90480A005, McMaster-Carr).
Camcorder	Canon	Vixia HF R700	Can be replaced by any consumer comcorder.