Smak Preference Assay for voksne<em> Drosophila</em
Summary
Taste is an important sensory process which facilitates attraction to beneficial substances and avoidance of toxic substances. This protocol describes a simple ingestion assay for determining Drosophila gustatory preference for a given chemical compound.
Abstract
Olfactory and gustatory perception of the environment is vital for animal survival. The most obvious application of these chemosenses is to be able to distinguish good food sources from potentially dangerous food sources. Gustation requires physical contact with a chemical compound which is able to signal through taste receptors that are expressed on the surface of neurons. In insects, these gustatory neurons can be located across the animal’s body allowing taste to play an important role in many different behaviors. Insects typically prefer compounds containing sugars, while compounds that are considered bitter tasting are avoided. Given the basic biological importance of taste, there is intense interest in understanding the molecular mechanisms underlying this sensory modality. We describe an adult Drosophila taste assay which reflects the preference of the animals for a given tastant compound. This assay may be applied to animals of any genetic background to examine the taste preference for a desired soluble compound.
Introduction
Dyr bruke chemosensation å skille fordelaktige betingelser bortsett fra ufordelaktige forhold. Denne oppfatningen kan være kritisk for slike ting som å bestemme den beste matkilde, unngå giftige stoffer eller å bestemme den beste tilpassede partner 1. Chemosensation blir ofte delt inn i to sensoriske komponenter: olfactory sanser og smaks sanser. En hoved som særpreger disse sansene er at luktesansen (lukt) brukes til å sample det omgivende gassformet kjemisk miljø mens gustation (smak) krever fysisk kontakt med en ikke-flyktig substrat. Begge sensoriske modaliteter stimulere nevrologiske reaksjoner som er behandlet og dekodet i hjernen til å produsere den aktuelle attraktive eller frastøtende oppførsel 2. Disse sansene er derfor avgjørende for dyr å overleve.
Frukten fly Drosophila melanogaster er en modellorganisme som fortsetter å vokse i popularitet for bruk i forståelseing hvordan insekter oppfatter lukt og smak. Fruktfluer har store fordeler i forhold til andre modellsystemer på grunn av den rikdom av genetiske verktøy for disseksjon av molekylære, cellulære og atferds veier. Arbeid i løpet av de siste 15 årene har vært spesielt instrumental i å karakterisere de spesifikke cellulære identiteter, nevrale reseptorer, og signaliserte mekanismer som er involvert i både lukt og smak. Nå vil strømmen til Drosophila genetikk blir brukt til ytterligere å belyse hvordan disse prosessene blir kodet på enkelt neuron og enkelt krets nivå 3-6. Derfor analyser som gir lett scoret avlesninger av endringer i sensoriske baner er avgjørende for den videre forkant av disse feltene.
Mens mye er kjent om hvordan luktsignaler blir kodet og bearbeides i hjernen, er mye mindre forstått om tilsvarende mekanismer i smaks pathway. Vi beskriver her en protokoll som kan brukes for å fastslå smaks preference i Drosophila. Drosophila, som pattedyr, vanligvis foretrekker søte smaker forbindelser i motsetning til bitre smaker forbindelser. Enhver kombinasjon av disse kildene kan anvendes i denne eksperimentelle konstruksjon for å bestemme hvordan kjente genetiske endringer påvirke smak valg. I tillegg kan farmakologisk intervensjon strategier på lignende måte bli vurdert for deres virkninger på dyrenes smak preferanse. Den enkle og fleksibiliteten i denne analysen gjør det en nyttig paradigme for forståelsen av gustatory oppfatning i Drosophila.
Protocol
Representative Results
Discussion
Vi har beskrevet en enkel, men effektiv protokoll for å bestemme smak preferanse i Drosophila. Versjoner av denne analysen blir rutinemessig brukt i eksperimenter for å bestemme bidrag fra smaksreseptorer (GRS) til å oppfatte de ulike kvaliteter (bitter, søt, sur, salt og umami) av smaks forbindelser. Drosophila genomet inneholder ca 60 gener som koder for 68 identifiserte smaksreseptorer ved alternativ spleising 8,9. Imidlertid kan andre proteiner slik som ionotrope glutamatreseptorer o…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
We would like to thank members of the Tessier lab for critical reading of this manuscript and helpful suggestions during the preparation of this protocol.
Materials
| Blue Food Coloring (Water, Propylene Glycol, FD&C Blue 1 and Red 40, Propylparaben) | McCormick | N/A | |
| Cryo/Freezer Boxes w/o Dividers | Fisher | 03-395-455 | |
| Dumont #5 Forceps | Fine Science Tools | 11251-20 | |
| Glacial Acetic Acid | Fisher | BP2401-500 | |
| Leica S6 E Stereozoom 0.63x-4.0x microscope | W. Nuhsbaum, Inc. | 10446294 | |
| Petri Dish (100 x 15 mm) | BD Falcon | 351029 | Reuseable if thoroughly washed and dried |
| Quick-Snap Microtubes | Alkali Scientific Inc. | C3017 | |
| Red Food Coloring (Water, Propylene Glycol, FD&C Reds 40 and 3, Propylparaben) | McCormick | N/A | |
| Sucrose | IBI Scientific | IB37160 |
References
- Herrero, P. Fruit fly behavior in response to chemosensory signals. Peptides. 38 (2), 228-237 (2012).
- Vosshall, L. B., Stocker, R. F. Molecular architecture of smell and taste in Drosophila. Annu Rev Neurosci. 30, 505-533 (2007).
- Harris, D. T., Kallman, B. R., Mullaney, B. C., Scott, K. Representations of Taste Modality in the Drosophila Brain. Neuron. 86 (6), 1449-1460 (2015).
- Hong, E. J., Wilson, R. I. Simultaneous encoding of odors by channels with diverse sensitivity to inhibition. Neuron. 85 (3), 573-589 (2015).
- Kain, P., Dahanukar, A. Secondary taste neurons that convey sweet taste and starvation in the Drosophila brain. Neuron. 85 (4), 819-832 (2015).
- Masek, P., Worden, K., Aso, Y., Rubin, G. M., Keene, A. C. A dopamine-modulated neural circuit regulating aversive taste memory in Drosophila. Curr Biol. 25 (11), 1535-1541 (2015).
- Charlu, S., Wisotsky, Z., Medina, A., Dahanukar, A. Acid sensing by sweet and bitter taste neurons in Drosophila melanogaster. Nat Commun. 4, 2042 (2013).
- Clyne, P. J., Warr, C. G., Carlson, J. R. Candidate taste receptors in Drosophila. Science. 287 (5459), 1830-1834 (2000).
- Scott, K., et al. A chemosensory gene family encoding candidate gustatory and olfactory receptors in Drosophila. Cell. 104 (5), 661-673 (2001).
- Kim, S. H., et al. Drosophila TRPA1 channel mediates chemical avoidance in gustatory receptor neurons. Proc Natl Acad Sci U S A. 107 (18), 8440-8445 (2010).
- Koh, T. W., et al. The Drosophila IR20a clade of ionotropic receptors are candidate taste and pheromone receptors. Neuron. 83 (4), 850-865 (2014).
- Zhang, Y. V., Ni, J., Montell, C. The molecular basis for attractive salt-taste coding in Drosophila. Science. 340 (6138), 1334-1338 (2013).
- Zhang, Y. V., Raghuwanshi, R. P., Shen, W. L., Montell, C. Food experience-induced taste desensitization modulated by the Drosophila TRPL channel. Nat Neurosci. 16 (10), 1468-1476 (2013).
- Liman, E. R., Zhang, Y. V., Montell, C. Peripheral coding of taste. Neuron. 81 (5), 984-1000 (2014).
- Rodrigues, V., Cheah, P. Y., Ray, K., Chia, W. malvolio, the Drosophila homologue of mouse NRAMP-1 (Bcg), is expressed in macrophages and in the nervous system and is required for normal taste behaviour. EMBO J. 14 (13), 3007-3020 (1995).
- Tanimura, T., Isono, K., Yamamoto, M. T. Taste sensitivity to trehalose and its alteration by gene dosage in Drosophila melanogaster. 유전학. 119 (2), 399-406 (1988).
- Weiss, L. A., Dahanukar, A., Kwon, J. Y., Banerjee, D., Carlson, J. R. The molecular and cellular basis of bitter taste in Drosophila. Neuron. 69 (2), 258-272 (2011).
- French, A. S., et al. Dual mechanism for bitter avoidance in Drosophila. J Neurosci. 35 (9), 3990-4004 (2015).
- Deshpande, S. A., et al. Quantifying Drosophila food intake: comparative analysis of current methodology. Nat Methods. 11 (5), 535-540 (2014).
