Sosyal Space Etkileyen Koşullar<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
Ya da diğer küçük böcekler – – basit bir şekilde burada açıklanan sosyal alan tahlil Drosophila melanogaste r sosyal etkileşimlerini ölçmek için kullanılabilir. Daha önce 1 gösterdiği gibi, iki boyutlu bir oda içinde, ilk önce, sıkı bir grubu oluşturmak için sinekler kuvvet, daha sonra, birbirlerinden kendi tercih edilen mesafe almaya izin verir. Sinekler yerleşmiş sonra, biz ücretsiz çevrimiçi yazılımları (ImageJ) ile statik bir resim işleme, yakın komşuya (veya sosyal alan) mesafeyi ölçün. Potansiyel karıştırıcı faktörlerin kontrol altında tutarken en yakın komşusu mesafe analizi, araştırmacılar sosyal etkileşim üzerine genetik ve çevresel faktörlerin etkilerini belirlemek için izin verir. Böyle tırmanma yeteneği, gün, cinsiyet zaman ve sinek sayısı gibi çeşitli faktörler, sineklerin sosyal aralığı değiştirebilirsiniz. Böylece bu karıştırıcı etkilerini azaltmak amacıyla deneysel kontrollerin bir dizi öneriyorum. Bu tahlil canen az iki amaçlar için kullanılabilir. İlk olarak, araştırmacılar (örneğin izolasyon, sıcaklık, stres veya toksinler gibi) sevdikleri çevresel vardiya sosyal aralığı 1,2 nasıl etkileyeceğini belirleyebilirsiniz. İkincisi, araştırmacılar sosyal davranış 1,3 bu temel formu genetik ve sinirsel temellerini incelemek olabilir. Özellikle, bu tür insanlarda 4 otizm için aday genlerin gibi diğer organizmalar, sosyal davranış dahil olmak üzere düşünce orthologous genlerin rolünü araştırmak için bir tanı aracı olarak kullanılır.
Introduction
Sosyal etkileşimler, bir bütün olarak, bir grup içindeki bireylerin doğru gelişmesi ve sağlığı için çok önemlidir ve bu meyve sinekleri (Drosophila melanogaster) 5,6 olarak basit organizmalar için insanlarda (Homo sapiens) dan, çok sayıda türler arasında görülebilir. Işitsel, görsel, koku, dokunma, tatma veya: Tek bir meyve sineği ya da insan payı ortak araçlar duyusal o olsun bu etkileşimler sırasında bilgi, işlemek için. Biz ve diğerleri sosyal etkileşimler ve evrimsel olabilir ilgili nöronal hücreleri ve genler 7 korunmuş olduğu davranışsal tepkileri altında yatan potansiyel ortak neurocircuitry olduğunu varsayımında. İlk etkileşim meydana geldi sonra, etkileşim, bireyler arasındaki sosyal alan olacak, ya bir artış (sosyal kaçınma 8) veya azaltmak (grup oluşumu / yığılması 5). Daha karmaşık etkileşimler, saldırganlık ya da kur gibi, o zaman gerçekleşebilir.
<p class = "jove_content"> sofistike araçlar ve yöntemler, ne zaman ve eğitim büyük yatırımlar ne güçlü bir analitik araç haline toplumsal davranışın bu basit formu ölçmek için gereklidir. Burada, aşağıdaki çalışmalarda 1-4,9 kullanılan, Drosophila melanogaster stabil gruplarında sosyal etkileşim değerlendirmek arası uçucu mesafe veya sosyal alan nicelleştiren basit bir protokol açıklar. Sosyal alan sinek ve en yakın komşusu 10 arasındaki mesafe bir ölçüsü anlamına gelir. Sosyal alan D. verilen nüfus için tutarlı deneysel koşullar (yaklaşık 1-2 içinde vücut uzunluklarının ortalama) korunmuş ve bireysel izolasyonu 1 muhafaza edilmiş ise artan sineklerin sosyal deneyim açısından farklılık vardır melanogaster. Doğru görme, klasik koku veya SVO algı 1 normal bir sosyal mesafeyi korumak için gerekli değil ama. Sosyal alan ölçüsü böylece olabilirSosyal etkileşimleri analiz ve D'de sosyal davranışı ölçmek için bir tanı aracı olarak kullanılan melanogaster 1.. Biz bu ölçümü gerçekleştirmek için, ve ne ölçüde ortak deneysel değişkenler bu davranışını etkileyen nasıl ayrıntılarıyla burada açıklamak.Bir ölçüde – – yapılacak sosyal alan etki Biz deney gerçekleştirilir boşluğun yanı sıra, sineklerin sayısı yönü göstermektedir. Daha önce kamara geometri sinekler 11,12 spontan keşif hareketi etkilediği gösterilmiştir ve onlar yerleşmeye karar nerede bu fenomen sonuçta etkileyebilir. Ancak, sürece sinek yoğunluğu (sinek / cm 2) ve bölme yönelim aynı tutulur, sineklerin sosyal alan da sabit kalır. Bu testte sağlamlığı bağımsız laboratuvarlar wh mutantlar tarafından görüntülenen sonucu çoğaltabilirsiniz farklı odacık boyutlarını, şeklini kullanarak ve oryantasyon gerçeği ile gösterilmektedirbir artış, sosyal alan olan ite geni (göz pigmentasyon etkileyen), (1 dikey üçgen veya yatay daire, 3, hava akımı ile yatay kare).
Biz erkekler değil, kadınlar, daha da ayrı akşamları olduğunu göstermektedir Bizim sonuçları, sosyal alan deney yapıldığı zaman muhafaza sonuçların tutarlılığı açısından son derece önemli olduğunu göstermektedir. Ancak, gündüz ve akşam saatleri arasında görülen farklar sineklerin faaliyet farklılıklara bağlı değildir ve sosyal alanı ile ilişkili olmadığını aktivite düzeylerini gösteren argümanları tartışmak.
Son olarak, beyaz mutant tarafından belirtildiği gibi toplumsal alanın belirlenmesi genetik temelleri şimdiden 1,3 tarif vardır, ve biz burada sunuyoruz sinekler çeşitli kendilenmiş ve vahşi yakalanmış suşlar arasındaki farklar.
Bu nedenle, bu deney, mükemmel bir araç f yaparveya genetik etkilerini yanı sıra çevresel faktörleri araştırmak.
Protocol
Representative Results
Discussion
Bu protokol, sosyal alan ölçümü için detaylı bir prosedür tarif edilmiştir. Denemeyi sağlamak için bazı önemli adımlar başarılı şunlardır: 1) temizlik ve 2) sinekler önce en az bir gün toplanır sağlamak, aparatın iç odasının kapalı kendi yağlar ve kokular tutmak, aparat kurarken hep eldiven kullanın Deney soğuk anestezi olası etkilerini azaltmak için, 3) deneyden önce 2 saat sinekleri hasret değil, kendilerini temizlemiş sağlamak için taze gıda içeren yeni şişeleri sağlamak, 4) …
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
- Simon, A. F., et al. A simple assay to study social behavior in Drosophila.: measurement of social space within a group. Genes Brain Behav. 11, 243-252 (2012).
- Kaur, K., Simon, A. F., Chauhan, V., Chauhan, A. Effect of bisphenol A on the behavior of Drosophila melanogaster. – Potential use of Drosophila as a model in the study of neurodevelopmental disorders. Behavioural Brain Research. , (2015).
- Burg, E. D., Langan, S. T., Nash, H. A. Drosophila social clustering is disrupted by anesthetics and in narrow abdomen ion channel mutants. Genes Brain Behav. 12, 338-347 (2013).
- Wise, A., et al. The autism candidate gene Neurobeachin (Rugose) mutants in Drosophila exhibit neuro-developmental disorders, aberrant synaptic properties, altered locomotion, impaired adult social behavior and activity patterns. J Neurosci. , 1-9 (2015).
- Parrish, J. K., Edelstein-Keshet, L. Complexity, pattern, and evolutionary trade-offs in animal aggregation. Science. 284, 99-101 (1999).
- Sokolowski, M. B. Social interactions in ‘‘simple’’ model systems. Neuron. 65, 780-794 (2010).
- Rittschof, C. C., Robinson, G. E. Genomics: moving behavioural ecology beyond the phenotypic gambit. Animal Behaviour. 92, 263-270 (2014).
- Fernandez, R. W., et al. Straightforward assay for quantification of social avoidance in Drosophila melanogaster. JoVE. (94), e52011 (2014).
- Hahn, N., et al. Monogenic heritable autism gene neuroligin impacts Drosophila. social behaviour. Behav Brain Res. 252, 450-457 (2013).
- Mogilner, A., Edelstein-Keshet, L., Bent, L., Spiros, A. Mutual interactions, potentials, and individual distance in a social aggregation. J Math Biol. 47, 353-389 (2003).
- Liu, L., Davis, R. L., Roman, G. Exploratory activity in Drosophila requires the kurtz nonvisual arrestin. 유전학. 175, 1197-1212 (2007).
- Soibam, B., et al. Open-field arena boundary is a primary object of exploration for Drosophila. Brain Behav. 2, 97-108 (2012).
- Ejima, A., Griffith, L. C. Ch. 30. Drosophila Neurobiology – A laboratory Manual., Ch. , 475-481 (2010).
- Benzer, S. Behavioral mutants of Drosophila melanogaster. isolated by countercurrent distribution. PNAS. 58, 1112-1119 (1967).
- Connolly, J. B., Tully, T., Roberts, D. B. Drosophila: A practical approach. 1, 265-317 (1998).
- Simon, A. F., Shih, C., Mack, A., Benzer, S. Steroid control of longevity in Drosophila melanogaster. Science. 299, 1407-1410 (2003).
- Rasband, W. S. . ImageJ. , (1997).
- Simon, A. F., et al. Drosophila, vesicular monoamine transporter mutants can adapt to reduced or eliminated vesicular stores of dopamine and serotonin. 유전학. 181, 525-541 (2009).
- Barone, M. C., Bohmann, D. Assessing neurodegenerative phenotypes in Drosophila .dopaminergic neurons by climbing assays and whole brain immunostaining. JoVE. (74), e50339 (2013).
- Ali, Y. O., Escala, W., Ruan, K., Zhai, R. G. Assaying locomotor, learning, and memory deficits in Drosophila. models of neurodegeneration. JoVE. , e2504 (2011).
- Gargano, J. W., Martin, I., Bhandari, P., Grotewiel, M. S. Rapid iterative negative geotaxis (RING): a new method for assessing age-related locomotor decline in Drosophila. Exp Gerontol. 40, 386-395 (2005).
- Simon, A. F., Liang, D. T., Krantz, D. E. Differential decline in behavioral performance of Drosophila melanogaster. with age. Mech Ageing Dev. 127, 647-650 (2006).
- Khalil, S., Jacobson, E., Chambers, M. C., Lazzaro, B. P. Systemic bacterial infection and immune defense phenotypes in Drosophila melanogaster. JoVE. , (2015).
- Fernandez, R. W., Akinleye, A. A., Nurilov, M., Rouzyi, Z., Simon, A. F. . , (2013).
- Suh, G. S. B., et al. A single population of olfactory sensory neurons mediates an innate avoidance behaviour in Drosophila. Nature. 431, 854-859 (2004).
- Helfrich-Förster, C. Differential control of morning and evening components in the activity rhythm of Drosophila melanogaster.–Sex-specific differences suggest a different quality of activity. J. Biol. Rhythms. 15, 135-154 (2000).
- Fujii, S., Krishnan, P., Hardin, P. E., Amrein, H. Nocturnal male sex drive in Drosophila. Curr Biol. 17, 244-251 (2007).
- Pellegrino, A. C., et al. Weather forecasting by insects: modified sexual behaviour in response to atmospheric pressure changes. PLoS One. 8, e75004 (2013).
