Condições que afetam Espaço Social em<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
O ensaio aqui descrito espaço social pode ser utilizado para quantificar interacções sociais de Drosophila melanogaste R – ou outros insectos pequenas – de uma maneira simples. Como já foi previamente demonstrada 1, numa câmara de bi-dimensional, que primeiro forçar as moscas para formar um grupo compacto, subsequentemente, o que lhes permite levar a sua distância preferida entre si. Depois de ter resolvido as moscas, medimos a distância para o vizinho mais próximo (ou espaço social), o processamento de uma imagem estática com o software on-line gratuito (ImageJ). A análise da distância para o vizinho mais próximo permite aos pesquisadores determinar os efeitos de fatores genéticos e ambientais sobre a interação social, enquanto controlando para possíveis fatores de confusão. Diversos fatores, como capacidade de subida, hora do dia, sexo e número de moscas, pode modificar o espaçamento social das moscas. Nós, assim, propor uma série de controlos experimentais para mitigar esses efeitos de confusão. Este ensaio podeser utilizado para, pelo menos, duas finalidades. Primeiro, os pesquisadores podem determinar a forma como a sua mudança ambiental favorito (como o isolamento, temperatura, estresse ou toxinas) terá impacto social, espaçamento 1,2. Em segundo lugar, os pesquisadores podem dissecar as bases genéticas e neurais desta forma básica de comportamento social 1,3. Especificamente, ele foi usado como uma ferramenta de diagnóstico para estudar o papel de genes ortólogos que estariam envolvidas no comportamento social em outros organismos, tais como genes candidatos para o autismo em humanos 4.
Introduction
As interações sociais são cruciais para o bom desenvolvimento e saúde dos indivíduos dentro de um grupo como um todo, e pode ser observado através de numerosas espécies, a partir de seres humanos (Homo sapiens) para os organismos mais simples, como as moscas da fruta (Drosophila melanogaster) 5,6. Uma mosca da fruta indivíduo ou meios comuns de compartilhamento humano para processar a informação sensorial durante essas interações, quer seja: auditiva, visual, olfativa, tátil, ou gustação. Nós e outros a hipótese de que há uma neurocircuitry potencialmente compartilhada subjacente respostas comportamentais a interações sociais e que as células neuronais e genes envolvidos pode ser conservada evolutiva 7. Uma vez que a interação inicial ocorreu, o espaço social entre os indivíduos que interagem vão quer aumento (evitação social 8) ou diminua (formação de grupos / agregação 5). Interações mais complexas, como agressividade ou namoro, pode então ter lugar.
<p cmoça = "jove_content"> Nem ferramentas e métodos sofisticados, nem grandes investimentos em tempo e treinamento são necessários para quantificar esta forma simples de comportamento social, tornando-se uma poderosa ferramenta analítica. Aqui, nós explicar um protocolo simples que quantifica distância inter-fly, ou espaço social, para avaliar a interacção social em grupos estáveis de Drosophila melanogaster, como usado nos seguintes estudos 1-4,9. O espaço social refere-se a uma medida da distância entre uma mosca e seu vizinho mais próximo 10. O espaço social é consistente para uma dada população de D. melanogaster, quando as condições experimentais são preservadas (média de aproximadamente 1-2 comprimentos dentro do corpo), e varia em relação à experiência social das moscas, aumentando, se o indivíduo tenha sido mantidos em isolamento 1. Visão adequada é necessária para manter a distância social normal, mas não odorants clássicos ou CVA percepção 1. Medida do espaço social pode, portanto, serutilizado como uma ferramenta de diagnóstico para analisar as interacções sociais e quantificar o comportamento social em D. melanogaster 1. Nós descrevemos aqui em detalhes como realizar essa quantificação, e em que medida variáveis experimentais comuns afeta este comportamento.Mostra-se que a orientação da câmara em que o ensaio é realizado, bem como o número de moscas – a uma extensão – fazer afecta espaço social. Foi previamente mostrado que a geometria da câmara afeta o movimento espontâneo exploratório de moscas 11,12, e este fenômeno pode vir a ter impacto sempre que decidam estabelecer. No entanto, desde que a densidade de mosca (mosca / cm 2) e a orientação da câmara é mantida a mesma, o espaço social das moscas também permanece constante. A robustez do presente ensaio é ilustrada pelo facto de que os laboratórios independentes utilizando diferentes tamanhos de câmara, forma e orientação pode replicar o resultado apresentado por mutantes do whgene ite (que afectam a pigmentação dos olhos), que é um espaço social aumento (triângulo vertical ou horizontal em um círculo, quadrado horizontal com o fluxo de ar em 3).
Nossos resultados também indicam que a manutenção do momento em que o experimento espaço social é realizada é fundamental para a consistência dos resultados, como mostramos que machos, mas não fêmeas, são mais distantes à noite. No entanto, as diferenças observadas entre diurnas e noturnas horas não são devidas às diferenças das moscas de atividade, e discutimos argumentos indicando que os níveis de atividade não são correlacionados com o espaço social.
Finalmente, existem bases genéticas para a determinação do espaço social, como indicado pelo mutante branco já descrito 1,3, e as diferenças entre várias estirpes puras e selvagens capturados de moscas que apresentamos aqui.
Por isso, este ensaio é uma excelente ferramenta fou estudando os efeitos da genética, bem como fatores ambientais.
Protocol
Representative Results
Discussion
Neste protocolo, um procedimento detalhado para a quantificação do espaço social foi descrita. Alguns passos cruciais para garantir o experimento for bem-sucedida são: 1) usar sempre luvas durante a limpeza e configuração do aparelho, para manter seus próprios óleos e aromas fora da câmara interna do aparelho, 2) garantir moscas são coletadas, pelo menos, um dia antes o experimento para reduzir os efeitos potenciais da anestesia frio, 3) 2 horas antes do experimento fornecer novos frascos contendo alimentos fr…
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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