Condiciones que afectan Espacio Social en<em> Drosophila melanogaster</em
Summary
The effect of genes and environment on social space of Drosophila melanogaster can be quantified through a powerful but straightforward analytical paradigm. We show here different factors that can affect this social space, and thus need to be taken into consideration when designing experiments in this paradigm.
Abstract
El ensayo espacio social descrito aquí puede ser utilizado para cuantificar las interacciones sociales de Drosophila melanogaste r – u otros insectos pequeños – en una manera directa. Como ya hemos demostrado 1, en una cámara de dos dimensiones, que las moscas primera fuerza para formar un grupo apretado, posteriormente que les permite tomar su distancia preferida entre sí. Después de que las moscas se han asentado, medimos la distancia al vecino más cercano (o espacio social), el procesamiento de una imagen estática con el software en línea gratis (ImageJ). El análisis de la distancia al vecino más cercano permite a los investigadores para determinar los efectos de los factores genéticos y ambientales en la interacción social, mientras que el control de los posibles factores de confusión. Diversos factores, como la capacidad de escalada, la hora del día, el sexo, y el número de moscas, puede modificar el espaciamiento social de las moscas. Por ello, proponemos una serie de controles experimentales para mitigar estos efectos de confusión. Este ensayo puedeser utilizado para al menos dos propósitos. En primer lugar, los investigadores pueden determinar cómo su turno ambiental favorito (como el aislamiento, la temperatura, el estrés o toxinas) afectará el espaciamiento social de 1,2. En segundo lugar, los investigadores pueden diseccionar las bases genéticas y neuronales de esta forma básica de la conducta social 1,3. En concreto, se utilizó como una herramienta de diagnóstico para estudiar el papel de los genes ortólogos se cree que participan en el comportamiento social en otros organismos, tales como genes candidatos para el autismo en los seres humanos 4.
Introduction
Las interacciones sociales son cruciales para el buen desarrollo y la salud de los individuos dentro de un grupo como un todo, y se pueden observar a través de numerosas especies, desde los seres humanos (Homo sapiens) a organismos más simples como la mosca de la fruta (Drosophila melanogaster) 5,6. Una mosca de la fruta individuo o medios comunes comparten humana para procesar la información sensorial durante estas interacciones, ya sea: auditiva, visual, olfativa, táctil, o gustation. Nosotros y otros la hipótesis de que existe una neurocircuitos potencialmente compartida subyacente respuestas de comportamiento a las interacciones sociales y que las células neuronales y genes implicados podría ser evolutiva conservan 7. Una vez se ha producido la interacción inicial, el espacio social entre los individuos que interactúan ya sea para aumentar (evitación social 8) o disminuir (formación de grupos / agregación 5). Interacciones más complejas, como la agresión o el noviazgo, entonces pueden tener lugar.
<p class = "jove_content"> Ni las herramientas y métodos sofisticados, ni grandes inversiones en tiempo y la formación son necesarios para cuantificar este sencillo formulario de la conducta social, por lo que es una herramienta de análisis de gran alcance. Aquí le explicamos un protocolo sencillo que cuantifica la distancia inter-mosca, o el espacio social, para evaluar la interacción social en grupos estables de Drosophila melanogaster, como se usa en los siguientes estudios 1-4,9. Espacio social se refiere a una medida de la distancia entre una mosca y su vecino más cercano 10. El espacio social es constante para una determinada población de D. melanogaster cuando se conservan las condiciones experimentales (un promedio de aproximadamente dentro de 1-2 cuerpo longitudes), y varía con respecto a la experiencia social de las moscas, lo que aumenta si el individuo se ha mantenido en forma aislada 1. Visión adecuada es necesaria para mantener la distancia social normal, pero no odorantes clásicos o CVA percepción 1. Medida del espacio social puede ser asíutilizado como una herramienta de diagnóstico para analizar las interacciones sociales y cuantificar el comportamiento social en D. melanogaster 1. Se describe aquí en detalle cómo realizar esta cuantificación, y en qué medida las variables experimentales comunes afectan a este comportamiento.Se demuestra que la orientación de la cámara en la que se realiza el ensayo, así como el número de moscas – en una medida – hacer afecta el espacio social. Se ha demostrado previamente que la geometría de la cámara afecta el movimiento de exploración espontánea de moscas 11,12 y este fenómeno puede en última instancia afectar su decisión de asentarse. Sin embargo, siempre que la densidad de moscas (mosca / cm 2) y la orientación cámara se mantiene la misma, el espacio social de las moscas también permanece constante. La robustez de este ensayo se ilustra por el hecho de que los laboratorios independientes usando diferentes tamaños de cámara, la forma y la orientación se puede replicar el resultado mostrado por mutantes de la whgen ite (que afecta la pigmentación de los ojos), que es un espacio social incremento (triángulo vertical u horizontal en 1 círculo, cuadrado horizontal con el flujo de aire en 3).
Nuestros resultados también indican que el mantenimiento de la hora a la que se realiza el experimento espacio social es crucial para la consistencia de los resultados, como se muestra que los varones, pero no en las mujeres, son más separados por las noches. Sin embargo, las diferencias observadas entre las horas diurnas y nocturnas no se deben a diferencias de actividad de las moscas, y discutimos los argumentos que indican que los niveles de actividad no se correlacionan con el espacio social.
Por último, hay bases genéticas a la determinación del espacio social, como lo indica el mutante blanco ya se ha descrito 1,3, y las diferencias entre diversas cepas puras y silvestres de moscas que aquí presentamos.
Por lo tanto, este ensayo hace una excelente herramienta fo el estudio de los efectos de la genética y los factores ambientales.
Protocol
Representative Results
Discussion
En este protocolo, se describe un procedimiento detallado para la cuantificación del espacio social. Algunos pasos cruciales para asegurar el experimento tiene éxito son: 1) Siempre use guantes al limpiar y configurar el aparato, para mantener sus propios aceites y aromas de la cámara interior del aparato, 2) asegurarse de moscas se recogen al menos un día antes el experimento para reducir los posibles efectos de la anestesia frío, 3) 2 h antes del experimento proporciona nuevos viales que contienen los alimentos f…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
The authors want to thank Dr. Tadmiri Venkatesh for his encouragement to prepare this manuscript, Dova Brenman and Selwyn Chui for their constructive comments, Elyssa Burg and Wayne Rasband for designing the macro in ImageJ for all interfly distances and for nearest neighbor distances. The authors also want to thank the reviewers for their constructive comments.
A.A.A, M.C.C. and A.F.S were responsible for research design; S.N.J., A.A.A, M.N., Z.R., and A.J.M. performed the experiments. A.A.A, M.N., A.J.M. and M.C.C and A.F.S. analyzed the data; A.R.M. and A.F.S. wrote the manuscript.
This work was supported by PSC-CUNY research awards, jointly funded by The Professional Staff Congress and The City University of New York to A.F.S.; by internal funding from Western University to A.F.S.; by a Mathematics, Biology, Chemistry, and Geology majors scholarship for teachers-in-training and by a Louis Stokes Alliance for Minority Participation scholarship to A.A.A.
Materials
| Stereo Zoom Microscope | Nikon | SMZ-645 | Any other standard scope for fly handling would work |
| Small paint brushes | for pushing flies | ||
| Jazz-mix | Fisher | 33545 | any other standard drosophila food would work |
| Mini-Alarm Timer/Stopwatch | |||
| Sharpie pens | |||
| Adhesive Tape | |||
| Medium size binder clips | Staples | to hold the chambers together: 1-1/4" (32mm) medium clips with 5/8" capacity | |
| small SupportStands | Carolina | 707161 | to hold the chambers in a vertical orientation |
| Buret clamps | Carolina | 707362 | |
| Digital Camera | Nikon | Coolpix S8000 | to take the still pictures |
| small ruler | to be able to scale the picture | ||
| trifold board and white bench cover | to provide a white background, and a homogeneous light. | ||
| pounding pad | any mouse pad works. | ||
| Prism 6 | GraphPad Software Inc. | Prism 6 for Mac OS X | Any statistical analysis software with t-test, one-way and two ANOVA would work |
References
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