Une méthode automatisée pour déterminer la Performance de la drosophile en réponse aux changements de température dans l’espace et le temps
Summary
Nous présentons ici un protocole pour déterminer automatiquement la performance locomotrice de la drosophile aux changements de température à l’aide d’une arène programmable à température contrôlée qui produit des changements de température rapide et précis dans le temps et l’espace.
Abstract
Température est un facteur environnemental omniprésent qui influe sur les espèces distribuent et se comportent. Différentes espèces de mouches à fruit drosophile ont des réponses concrètes aux changements de température selon leur tolérance physiologique et l’adaptabilité. Drosophile mouches possèdent également un système devenu fondamentale pour comprendre les bases neurales de la température de transformation en ectothermes thermosensibles. Nous présentons ici une arène à température contrôlée qui permet des changements de température rapides et précis avec contrôle temporel et spatial pour étudier la réponse de mouches individuels aux changements de température. Les mouches individuels sont placés dans l’arène et exposées aux températures préprogrammées défis, tel que progressive uniforme augmente de température pour déterminer les normes de réaction ou de températures distribuées spatialement en même temps afin de déterminer les préférences. Les personnes sont suivies automatiquement, ce qui permet la quantification de la vitesse ou l’emplacement de préférence. Cette méthode permet de quantifier rapidement la réponse sur une large gamme de températures afin de déterminer les courbes de performance de température chez la drosophile ou d’autres insectes de la même taille. En outre, il peut être utilisé pour des études génétiques pour quantifier les préférences de la température et les réactions des mutants ou mouches de type sauvage. Cette méthode peut aider à découvrir la base de la spéciation thermique et adaptation, ainsi que les mécanismes neuronaux derrière la transformation de la température.
Introduction
La température est un facteur environnemental constant qui influe sur les organismes fonctionnent et comportent1. Différences de latitude et altitude conduisent à des différences dans le type de climats organisme sont exposés, qui se traduit par une sélection évolutive pour leurs réponses à température2,3. Organismes réagissent à différentes températures moyennant des adaptations morphologiques, physiologiques et comportementales qui maximisent le rendement dans leurs environnements particuliers4. Par exemple, chez la drosophile Drosophila melanogaster, les populations des différentes régions ont préférences de température différente, dimensions corporelles, developmental fois, longévité, fécondité et performance marche à différentes températures2 ,5,6,7. La diversité observée entre les mouches d’origines différentes s’explique en partie par la variation génétique et expression de gène en plastique8,9. De même, Drosophila espèces provenant de régions différentes répartir différemment entre les gradients de température et montrent les différences de résistance à la chaleur extrême et essais de froid10,11,12.
Drosophile est récemment devenu le modèle de choix pour comprendre les bases génétiques et neurales de température perception13,14,15,16,17. De façon générale, les mouches adultes perçoivent la température par le biais de capteurs de température périphérique chauds et froids dans les antennes et capteurs de température dans le cerveau13,14,15,16 , 17 , 18 , 19 , 20. les récepteurs de la périphérie pour les températures chaudes expriment Gr28b.d16 ou21de la pyrexie, tandis que la périphérie froides récepteurs sont caractérisés par des Brivido14. Dans le cerveau, la température est traitée par les neurones exprimant TrpA115. Des études comportementales sur les mutants de ces voies sont améliorent notre compréhension de la façon dont la température est traitée et donnent un aperçu des mécanismes qui diffèrent entre les populations de Drosophila provenant de différentes régions.
Nous décrivons ici une arène à température contrôlée qui produit des changements de température rapides et précis. Les enquêteurs peuvent préprogrammer ces changements, qui permet des manipulations de température standardisées et reproductibles sans intervention humaine. Les mouches sont enregistrés et suivis avec un logiciel spécialisé pour déterminer leur position et leur vitesse à différentes phases d’une expérience. La principale mesure présentée dans le présent protocole est la vitesse de marche à des températures différentes, parce que c’est un indice écologiquement pertinent de performance physiologique qui permet d’identifier une adaptabilité thermique individuel5. Ainsi que des mutants de récepteur de température, cette technique peut aider à révéler les mécanismes d’adaptation thermique aux niveaux cellulaires et biochimiques.
Protocol
Representative Results
Discussion
Ici, nous avons présenté une automatisé thermorégulées arène (Figure 1) qui produit des changements de température précis dans le temps et l’espace. Cette méthode permet d’exposition individuelle drosophile non seulement préprogrammé augmentation progressive de la température (Figure 2 et Figure 3), mais aussi aux défis de température dynamique où chaque carreau de l’arène de mouche a été chauffé in…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Ce travail a été soutenu en partie par une bourse d’études du comportement et des programme de neurosciences cognitives de l’Université de Groningue et une bourse d’études supérieures de la Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACyT) du Mexique, accordée à Andrea Soto-Padilla et une subvention de la Fondation John Templeton pour l’étude du temps attribué à Hedderik van Rijn et Jean-Christophe Billeter. Nous sommes également reconnaissants à Peter Gerrit Bosma pour sa participation à l’élaboration du Traqueur de FlySteps .
Les scripts TemperaturePhases, FlySteps et FlyStepAnalysis se trouve comme information supplémentaire et dans le lien temporaire et rendu publics suivant :
https://dataverse.nl/privateurl.XHTML?Token=c70159ad-4D92-443D-8946-974140d2cb78
Materials
| Arduino Due | Arduino | A000062 | Software RUG |
| Electronics Board | Ruijsink Dynamic Engineering | FF-Main-02-2014 | |
| Power supply Boost | XP-Power 48. V 65 W | ECS65US48 | Set to 53 Volt |
| Power supply Tile Heating | XP-Power 15. V 80 W | VFT80US15 | |
| Power supply Cooling | XP-Power 15. V 130 W | ECS130U515 | |
| Peltier elements | Marlow Industries | RC12-4 | 2 Elements, controlled DC feed |
| Heat sink | Fisher Technik | LA 9/150-230V | Decoupled for vibration |
| Temperature sensors | Measurement Specialties | MCD_10K3MCD1 | Micro Thermistor Probe |
| Copper block/tiles | Ruijsink Dynamic Engineering | FF-CB-01-2014 | |
| Auminum ring | Ruijsink Dynamic Engineering | FF-RoF-02-2015 | |
| Tesa 4104 white tape 25 x 66 mm | RS Components | 111-2300 | White conductive tape |
| Red LEDs | Lucky Ligt | ll-583vc2c-v1-4da | Wavelength between 625 nm, 20 mAmp and 6 V |
| Warm white LED strip | Ledstripkoning | HQ-3528-SMD | 60 LEDs per meter |
| Switch Power Supply | Generic | T-36-12 | |
| Logitech c920 | Logitech Europe S.A | PN960-001055 | |
| QuickTime Player | Apple Computer | Recording program | |
| Tracking analysis software | R | Packages: pacman | |
| Tracking analysis software | MATLAB | ||
| Thermal Imaging | FLIR T400sc | ||
| Graphs and Statisticts Software | Graph Pad Prism | ||
| Sigmacote | Sigma-Aldrich | SL2-100ML | Siliconising agent |
| Fly rearing bottles | Flystuff | 32-130 | 6oz Drosophila stock bottle |
| Flypad | Flystuff | 59-114 | |
| Fly rearing vials | Dominique Dutscher | 789008 | Drosophila tubes narrow 25×95 mm |
| Incubator | Sanyo | MIR-154 | |
| Magnetic hot plate | Heidolph | 505-20000-00 | MR Hei-Standard |
| Agar | Caldic Ingredients B.V. | 010001.26.0 | |
| Glucose | Gezond&wel | 1019155 | Dextrose/Druivensuiker |
| Sucrose | Van Gilse | Granulated sugar | |
| Cornmeal | Flystuff | 62-100 | |
| Wheat germ | Gezond&wel | 1017683 | |
| Soy flour | Flystuff | 62-115 | |
| Molasses | Flystuff | 62-117 | |
| Active dry yeast | Red Star | ||
| Tegosept | Flystuff | 20-258 | 100% |
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