Içinde Doğuştan gelen ve sirkadiyen Ayarlı Photobehavior Eğitim ışık tercih Testi<em> Drosophila</em> Larva
Summary
Burada Drosophila larva için bir ışık-karanlık tercih testi açıklar. Bu testte ışık algılama ve işleme photobehavior doğuştan gelen ve sirkadiyen düzenleme hakkında bilgi sağlar.
Abstract
Çeşitli düzeylerde hayvan davranışlarını kontrol etmek için çevresel sinyal olarak ışık görür. Drosophila larva sinir sistemi ışık bilgileri işleme ve hızlı ve sirkadiyen davranışları arasında paylaşılır nasıl temel sorulara cevap için eşsiz bir model olarak kullanılır. Işığa maruz kaldığında Drosophila larvaları basmakalıp bir kaçınma davranışı gösterir. Nispeten basit ışık-karanlık tercih testleri uygulanabilir ışık bağımlı davranışları araştırmak. Omurgalı ve eklembacaklılar görsel giriş algılama ve işleme dahil sinir yolları kısmen bu işleme fotik sirkadiyen bilgilerle örtüşmektedir. Işık algılama sistemi ve sirkadiyen sistem davranış çıkışları koordine tutmak için nasıl etkileşimde büyüleyici soru büyük ölçüde keşfedilmemiş kalır. Drosophila beyindeki nöronların az sayıda nedeniyle bu sorulara yaklaşım bir etkileyen biyolojik modeli ve genetik araçları yer olduğunu nöronal dalavereler içintirme. Sunulan açık-koyu tercih tahlil phototaxis sirkadiyen kontrolü de dahil olmak üzere görsel davranışlar bir dizi soruşturma sağlar.
Introduction
Burada karanlık için larva tercih (veya hafif) dayalı bir davranış deneyi açıklar. Larva yiyecek arama aşamaları (erken L3 L1) 1 sırasında güçlü ve stereotipik photonegative tepki ile tepki. Tahlil larva photophobic davranışlarını değerlendirmek amaçlanmıştır ve larvaları agar ile kaplı bir Petri kabındaki serbestçe hareket bir grup açık veya koyu tercih karşılaştırır edilir. Bu davranış tahlil görme sisteminin hassasiyeti, entegrasyon ve zamansal plastisite hakkında bilgi veren değil sadece, daha fazla ışık hassasiyeti ve süreci sirkadiyen sistemi tarafından kontrol edilir nasıl ipuçları sağlar.
Drosophila larva göz (da adlandırılır Bowlig Organ, BO), ışık hissi için ana organdır. Her göz 12 fotoreseptör (PR) oluşan, sekiz PR PR mavi duyarlı rhodopsin5 (RH5) 2,3 ifade yeşil duyarlı rhodopsin6 (RH6) ve dört ifade. PR, ALS ek olarak,larva vücut duvarı kapsayacak o sınıf IV multidendritic nöronlar, zararlı ışık yoğunlukları 4,5 yanıt tespit edilmiştir. Ayrıca merkezi larva beyinde yer alan kalp pili nöronların beynin 6,7 içinde saat içsel mavi ışık sensörü gibi davranır ışığa duyarlı protein kriptokrom (Cry) ifade bilinmektedir. Bu testte ile test ederken ilgi çekici vahşi tip hayvanların photophobicity gün ve gece süresince farklı zaman noktalarında bir sirkadiyen bileşeni gösterir. Açık-koyu tercih 7 için test edildiğinde yiyecek arama L3 larva ışığında yanıtlarını alacakaranlıkta şafak vakti güçlü photophobicity ve alt photophobicity gösterdi. RH6-PR vazgeçilebilir ise İlginçtir sadece RH5-PR, ışık kaçınma için gereklidir. , RH5-PR ve RH6-PR hem ışık 8 ile moleküler saat sıfırlama olarak katılıyor. Cry yolu uygun bir davranış çıkış düzenlemek için diğer ışık algılama yolları ile koordine edilmelidirGünün tabii. PR asetilkolin ışık kaçınma davranışı hem de moleküler saat sürüklenmesi önemli bir rol oynar. PR dan sirkadiyen kalp pili nöronlara asetilkolin sinir iletimini engelleme ışık-karanlık tercih tahlil 8 photophobic yanıt azaltır. Aynı testi istihdam, nöronların iki simetrik çift son zamanlarda Drosophila 9 üçüncü larva ışığında tercihi değiştirmek için tespit edilmiştir. Hayvanlar muhtemelen uygun bir pupariation site bulmak için gıda ayrılırken nöronların Bu iki çift, geç larva aşamalarında çalışıyor olabilir. Ancak, görsel yollar etkileşim ve sirkadiyen bir şekilde larva görsel davranışlarını kontrol nasıl çoğaldığı sorusu cevapsız kalmıştır. Işık tercih testi sirkadiyen zaman noktaları arasında karşılaştırmalar, farklı ışık nitelikleri altında hatları ve sirkadiyen devlet sinek sağlar. Tahlil kolay hazırlanabilir ve ucuz ve ben daha önce yararlı olmuşturn birkaç laboratuarları tanımlamak ve larva ışık elde davranışlarını incelemek için.
Protocol
Representative Results
Discussion
Açıklanan ışık tercih testi larva doğuştan photobehavior yararlanır. Tahlil, kurmak kolay düşük maliyetle çok tekrar izin verir ve ışık algılama ve işleme hakkında değerli bilgiler sunar. Deneysel paradigma bireyler açık veya koyu tercih kaç nispeten hızlı ölçümü sağlar. Bu tercih ham yüzde olarak veya alternatif olarak tercih Endeksi (PREF) olarak görüntülenebilir. PREF hayvanların fark olarak ifade edilir tercih karanlık hayvanların toplam bölünmesiyle, bu tercih edilen hafif ve b…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Biz verimli tartışmalar için Fribourg Biyoloji, Üniversitesi Bölümü'nde bizim meslektaşları teşekkür ederim. Biz sinek stokları sağlamak için Bloomington Stok Merkezi ederim. Bu çalışma mali İsviçre Ulusal Bilim Vakfı (PP00P3_123339) ve SGS Velux Vakfı tarafından desteklenmiştir
Materials
| Name of Reagent/Material | Company | Catalog Number | Comments |
| Agar | Sigma-Aldrich | A5093-500G | 2.5%; Sigma-Aldrich, 9471 Buchs, Switzerland |
| Petri dishes | Greiner Bio-One GmbH | 633180 | 90-mm diameter; Greiner Bio-One GmbH, 4550 Kremsmeinster, Austria |
| LEDs Lamp | OSARAM | 80012 White | LED lamp, 80012 White |
| Environment Meter | PCE | PCE EM882 | Lux, Temp, RH% |
| Thermostatic cabinet | Aqua Lytic (Liebherr) | ET636-6 | |
| Light timer | Timer T | 6185.104 | 230V/50HZ (check specifications for your country) |
| Universal thermostat | Conrad | UT200 | |
| Humidifier | Boneco | ||
| Balck tape | Tesa | 5 cm | |
| Glue | Uhu | ||
| lncubator lamp | Phillips | Softtone | 5W |
| Timer clock | Ziliss | Ziliss, Switzerland | |
| Excel Software | Microsoft | Excel | |
| Origin Software 8.5 | OriginLab | ||
| Backer Yeast | Migros Switzerland | ||
| Iron support stand 17X28CM | Fisher Scientific | S47808 | |
| Acetic acid | Sigma Aldrich | A6283-100ML | 20% acetic acid dilluted in H2O |
| Red light lamp | Phillips | PFE712E*8C | |
| Spatula | Fisher Scientific | 14-373-25A | |
| Power supply | EA | EA PS 2042-06B | Optional |
| Aluminium foil | Prix Coop | ||
| Heater | GOON | NSB200C | |
| Microwave Oven | Intertronic | ||
| Standard corn meal fly food | |||
| Destilled water |
References
- Sawin-McCormack, E. P., Sokolowski, M. B., Campos, A. R. Characterization and genetic analysis of Drosophila melanogaster photobehavior during larval development. J. Neurogenet. 10, 119-135 (1995).
- Sprecher, S. G., Pichaud, F., Desplan, C. Adult and larval photoreceptors use different mechanisms to specify the same Rhodopsin fates. Genes Dev. 21, 2182-2195 (2007).
- Sprecher, S. G., Desplan, C. Switch of rhodopsin expression in terminally differentiated Drosophila sensory neurons. Nature. 454, 533-537 (2008).
- Xiang, Y., et al. Light-avoidance-mediating photoreceptors tile the Drosophila larval body wall. Nature. 468, 921-926 (2010).
- Diaz, N. N., Sprecher, S. G. Photoreceptors: unconventional ways of seeing. Curr. Biol. 21, R25-R27 (2011).
- Emery, P., et al. Drosophila CRY is a deep brain circadian photoreceptor. Neuron. 26, 493-504 (2000).
- Mazzoni, E. O., Desplan, C., Blau, J. Circadian pacemaker neurons transmit and modulate visual information to control a rapid behavioral response. Neuron. 45, 293-300 (2005).
- Keene, A. C., et al. Distinct visual pathways mediate Drosophila larval light avoidance and circadian clock entrainment. J. Neurosci. 31, 6527-6534 (2011).
- Gong, Z. F., et al. Two Pairs of Neurons in the Central Brain Control Drosophila Innate Light Preference. Science. 330, 499-502 (2010).
- Lilly, M., Carlson, J. smellblind: a gene required for Drosophila olfaction. 유전학. 124, 293-302 (1990).
- Bodenstein, D., Demerec, M. The postembryonic development of Drosophila. Biology of Drosophila. , 275-367 (1950).
- Pittendrigh, C. S. Circadian systems: Entrainment. Biological Rhythms. 4 Handbook of Behavioral Neurobiology, 95-124 (1981).
- Collins, B., Kane, E. A., Reeves, D. C., Akabas, M. H., Blau, J. Balance of Activity between LN(v)s and Glutamatergic Dorsal Clock Neurons Promotes Robust Circadian Rhythms in Drosophila. Neuron. 74, 706-718 (2012).
- Keene, A. C., Sprecher, S. G. Seeing the light: photobehavior in fruit fly larvae. Trends Neurosci. 35, 104-110 (2012).
- von Essen, A. M., Pauls, D., Thum, A. S., Sprecher, S. G. Capacity of visual classical conditioning in Drosophila larvae. Behav. Neurosci. 125, 921-929 (2011).
