Förvärv av högkvalitativ digital video<em> Drosophila</em> Larvformer och vuxna beteenden från en lateral perspektiv
Summary
Här beskriver vi en enkel och brett tillgängligt mikroskopiteknik att skaffa digital video med hög kvalitet på Drosophila vuxna och larver muterade fenotyper från ett sidoperspektiv.
Abstract
Drosophila melanogaster är ett kraftfullt experimentmodellsystem för att studera funktionen av nervsystemet. Genmutationer som orsakar dysfunktion i nervsystemet producerar ofta lönsamt larver och vuxna som har locomotion defekta fenotyper som är svåra att tillräckligt beskriva med text eller helt utgör en enda fotografisk bild. Nuvarande former av vetenskaplig publicering, dock stödja inlämnandet av digital video medier som kompletterande material att följa ett manuskript. Här beskriver vi en enkel och brett tillgängligt mikroskopi teknik för att förvärva digital video med hög kvalitet på både Drosophila larver och vuxna fenotyper från ett sidoperspektiv. Video av larver och vuxna förflyttning från en sida-vy är fördelaktig eftersom den gör det möjligt för observation och analys av subtila distinktioner och variationer i avvikande lok beteenden. Vi har framgångsrikt använt tekniken för att visualisera och kvantifiera aberrant krypa beteenden i tredje stadiet larver, förutom vuxna muterade fenotyper och beteenden inklusive grooming.
Introduction
Den gemensamma fruktflugan Drosophila melanogaster är ett kraftfullt experimentmodellsystem för att studera funktionen av nervsystemet 1-3. Evolutions bevarande av struktur och funktion i nervsystemet med människor, samt en hög grad av genetisk manipulation och ett brett spektrum av genetiska verktyg gör Drosophila premiären organismen att modellera den mänskliga neurodegenerativa sjukdomar 4. Genmutationer som orsakar dysfunktion i nervsystemet resulterar ofta i livskraftig muterade larver och vuxna Drosophila med nedsatt rörelseförmåga. Fenotyper observerats i nervsystemet defekta mutanter inkluderar nedsatt rörelseförmåga, avvikande samordning och spastiska rörelser hos vuxna, samt underskott i peristaltisk sammandragning av kroppen väggen muskulatur, och partiell förlamning av larver. Dessa fenotyper har utnyttjats i utvecklingen av hög genomströmning genetiska skärmar och locomotion analyser av mutant larver 5, 6 och vuxna 7-10 Drosophila som syftar till att kvantifiera rörelsenedsättning och identifiera gener som är nödvändiga för funktionen av nervsystemet. Även om dessa metoder är mycket användbara för kvantifiering av larver och vuxna lokomotiv beteenden, misslyckas de att förmedla kvalitativ information om varje specifik avvikande beteende. Till exempel, medan mutant tredje stadiet larver kan uppvisa ändrade locomotion parametrar i en beteendeanalys, kan det vara oklart om det är ett resultat av förändringar i rytmiska peristaltiska sammandragningar under krypande cykeln, allmän brist på samordning, eller partiell förlamning av bakre kropps vägg muskulatur. Här beskriver vi en enkel och brett tillgängligt mikroskopi teknik för att förvärva digital video med hög kvalitet på Drosophila vuxna och larver lok fenotyper från ett sidoperspektiv. Digital video förvärvats från en sidoperspektiv möjliggör direkt observation och analys av subtila distinktioner i Locomotive beteenden från en mer informativ sida-view orientering.
Protocol
Representative Results
Discussion
Drosophila melanogaster styrka som modellsystem för att studera nervsystemets funktion beror till stor del sammansmältningen av de kraftfulla genetiska verktyg som finns och det breda utbud av robusta beteendeanalyser utvecklas. Här presenterar vi ett enkelt och brett tillgängligt mikroskopi teknik för att förvärva digital video med hög kvalitet på Drosophila vuxna och larver lok fenotyper från ett sidoperspektiv. Vi har framgångsrikt använt denna metod för att karakterisera och kvantifier…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Författarna vill erkänna Alexandra Opie för tekniskt stöd och support, James Barton för att tillhandahålla videoberättarröst, och Ramona Flatz och Joellen Sweeney för förekommer i den medföljande videon. Detta arbete stöddes av MJ Murdock Charitable Trust (Grant nr 2.012.205 till JED).
Materials
| Trinocular Stereozoom Microscope | Olympus Corporation | SZ6145TR | ½ C-mount was removed and replaced with 1x C-mount |
| 1X C-mount | Leeds Precision Instruments | LSZ-1XCMT2 | |
| Digital Camera Coupler (43mm thread) | Qioptiq Imaging Solutions | 25-70-10-02 | |
| 58mm to 48mm Step Down Ring | B&H Video | GBSDR5848 | |
| 48mm to 43mm Step Down Ring | B&H Video | GBSDR4843 | |
| Lensmate Adapter Kit for Canon G10 | LensMateOnline.com | ||
| Canon PowerShot G10 Digital Camera | Canon U.S.A., Inc. | ||
| 1.5ml Spectroscopic PolystereneCuvette | Denville Scientific | U8650-4 |
References
- Zhang, B., Freeman, M. R., Waddell, S. . Drosophila neurobiology: a laboratory manual. , (2010).
- Frank, C. A., et al. New approaches for studying synaptic development, function, and plasticity using Drosophila as a model system. J Neurosci. 33, 17560-17568 (2013).
- Mudher, A., Newman, T. . Drosophila : a toolbox for the study of neurodegenerative disease. , (2008).
- Bilen, J., Bonini, N. M. Drosophila as a model for human neurodegenerative disease. Annu Rev Genet. 39, 153-171 (2005).
- Jakubowski, B. R., Longoria, R. A., Shubeita, G. T. A high throughput and sensitive method correlates neuronal disorder genotypes to Drosophila larvae crawling phenotypes. Fly (Austin). 6, 303-308 (2012).
- Caldwell, J. C., Miller, M. M., Wing, S., Soll, D. R., Eberl, D. F. Dynamic analysis of larval locomotion in Drosophila chordotonal organ mutants). Proc Natl Acad Sci U S A. 100, 16053-16058 (2003).
- Jahn, T. R., et al. Detection of early locomotor abnormalities in a Drosophila model of Alzheimer’s disease. J Neurosci Methods. 197, 186-189 (2011).
- Donelson, N. C., et al. High-resolution positional tracking for long-term analysis of Drosophila sleep and locomotion using the "tracker" program. PLoS ONE. 7, e37250 (2012).
- Slawson, J. B., Kim, E. Z., Griffith, L. C. High-resolution video tracking of locomotion in adult Drosophila melanogaster. J Vis Exp. (24), (2009).
- Colomb, J., Reiter, L., Blaszkiewicz, J., Wessnitzer, J., Brembs, B. Open source tracking and analysis of adult Drosophila locomotion in Buridan’s paradigm with and without visual targets. PLoS ONE. 7, e42247 (2012).
- Demerec, M. . Biology of Drosophila. , (1965).
- Barron, A. B. Anaesthetising Drosophila for behavioural studies. J Insect Physiol. 46, 439-442 (2000).
- Greenspan, R. J. . Fly pushing : the theory and practice of Drosophila genetics.. , (2004).
- Duncan, J. E., Lytle, N. K., Zuniga, A., Goldstein, L. S. The Microtubule Regulatory Protein Stathmin Is Required to Maintain the Integrity of Axonal Microtubules in Drosophila. 8, e683244 (2013).
- Belmont, L. D., Mitchison, T. J. Identification of a protein that interacts with tubulin dimers and increases the catastrophe rate of microtubules. Cell. 84, 623-631 (1996).
- Cassimeris, L. The oncoprotein 18/stathmin family of microtubule destabilizers. Curr Opin Cell Biol. 14, 18-24 (2002).
