Bestimmung der spontanen lokomotorischen Aktivität in<em> Drosophila melanogaster</em
Summary
Drosophila melanogaster sind nützlich bei der Untersuchung genetischer oder umwelt Manipulationen, die Verhaltensweisen wie spontane Bewegungsaktivität beeinflussen. Hier beschreiben wir ein Protokoll, das Monitore mit Infrarot-Strahlen und Datenanalyse-Software, um die spontane Bewegungsaktivität zu quantifizieren nutzt.
Abstract
Drosophila melanogaster als Modellorganismus eine hervorragende Umwelt-und genetischen Manipulationen, die das Verhalten beeinflussen studieren verwendet. Ein solches Verhalten ist spontane Bewegungsaktivität. Hier beschreiben wir unser Protokoll, Drosophila Population überwacht und ein Verfolgungssystem, das eine kontinuierliche Überwachung der spontanen lokomotorischen Aktivität von Fliegen können für mehrere Tage in einer Zeit verwendet. Dieses Verfahren ist einfach, zuverlässig und objektiv und kann verwendet werden, um die Auswirkungen des Alterns, des Geschlechts, Änderungen der Kaloriengehalt von Lebensmitteln, Zugabe von Drogen oder genetische Manipulationen, die menschliche Krankheiten nachahmen untersuchen.
Introduction
Fruchtfliegen, Drosophila melanogaster, sind als wertvolle Modellorganismus, um Mechanismen, die komplexe Verhaltensweisen, wie Lernen und Gedächtnis, soziale Interaktion, Aggression, Drogenmissbrauch, Schlaf, sensorische Funktion, Balz, Paarung und 1,2 studieren verwendet. Ein Verhalten, das durch mehrere Protokolle untersucht worden ist, ist die spontane Bewegungsaktivität. Negative Geotaxis war eines der ersten Verfahren zur Messung Drosophila Aktivität entwickelt, und dieses Protokoll beinhaltet die Messung des Prozentsatzes der Fliegen, die eine bestimmte Höhe der Flasche zu erreichen, nachdem Fliegen wurden auf den Boden des Behälters 1,3 geschüttelt. Dieses Verfahren hat Vorteile, einfach, kostengünstig, und da es keine spezielle Ausrüstung kann in jedem Labor durchgeführt werden müssen. Es hat sich als ein wertvolles Screening-Werkzeug, um Effekte von verschiedenen genetischen Manipulationen auf Fliege Mobilität 3 Studie verwendet worden. Es ist jedoch zeit-und arbeitsintensiv einnd hat die Möglichkeit der Verzerrung durch variable Schütteln der Fläschchen und Menschenaufnahmen.
Die negative Geotaxis Verfahren wurde auf durch Entwicklung der Negative Geotaxis (RING)-Methode Schnelle Iterative 4,5, die Fotografien der Fliege Ampullen nach Schütteln der Fliegen auf den Boden nimmt verbessert. Der Vorteil dieses Protokolls ist die Empfindlichkeit und die Möglichkeit zum Testen einer Vielzahl von Flug Fläschchen gleichzeitig. Allerdings hat dieses Protokoll immer noch die Potenzial für menschliche Fehler und misst nur negativ Geotaxis. Andere Laboratorien haben einfache Beobachtung in Kulturfläschchen verwendet werden, um die Bewegungsaktivität 6 zu bestimmen.
Kürzlich mehrere Videoaufzeichnungssystemen zur Messung der Bewegungsaktivität fly entwickelt worden. Eine Videoüberwachungsprotokoll bietet Zeit für die Einstellung vor der Aufnahme 7. Die von Slawson et al. Verwendet auch eine Luftimpuls auf movemen stoppent bis zum Beginn der Aufzeichnung, die potentiell ein Stressor den Tieren 7 sein könnte. Diese Methode liefert Informationen über Durchschnittsgeschwindigkeit, Höchstgeschwindigkeit, Zeit in Bewegung, etc. Ein weiteres dreidimensionales Tracking-System misst die maximale Geschwindigkeit der einzelnen Fliegen bei ~ 0,2 Sekunden des freien Fluges 8 Start. Ein dreidimensionales Videoüberwachungsprotokoll verwendet Linie, die GFP und mehrere Kameras mit Filtern und somit die Detektion der Fluoreszenz zu fliegen Mobilität 9 bestimmen ausgerüstet. Fliegen in diesem Protokoll sind in der Regel zylindrisch Flugmuster, die potentiell durch die Form von Drosophila Kulturgefäße 10 aufweisen. Dieses Verfahren wurde mit einer Kuppel, die Messung spontaner Bewegung von zwei Fliegen 11 kann verbessert werden. Eine Hochdurchsatz-Verfahren, das eine Kamera verwendet, um automatisch zu überwachen und zu quantifizieren, die individuelle und soziale Verhalten von Drosophila ist ebenfalls beschrieben 12 gewesen. Zou etal. entwickelten eine Verhaltens Monitor-System (BMS), die zwei computergestützten Kameras verwendet, um Verhalten und Lebensdauer Bewegungen wie Ruhe aufzunehmen, bewegen, fliegen, Essen, Trinken, oder Tod von einzelnen Tephritiden Fruchtfliegen 13. Mehrere andere Video-Systeme wurden entwickelt, um Fliegen 14,15 Verhaltensaktivität überwachen.
Hier beschreiben wir ein Verfahren zur Quantifizierung von Drosophila Aktivität, die Bevölkerung Monitoren verwendet. Diese Monitore sind in der Temperatur-und Feuchte-kontrollierten Inkubatoren bei 25 ° C auf einem 12-stündigen Tag-Nacht-Lichtzyklus untergebracht. Jede Population Monitor hat Infrarotstrahlen in Ringen in drei verschiedenen Höhen angeordnet war. Jedes Mal, wenn eine Fliege in die Ringe bewegt er den Infrarotstrahl, der von einem Mikroprozessor unabhängig Datensätze erfasst und zählt die Aktivität des in der Phiole entfernt bricht. Ein Mikroprozessor lädt die Gesamtaktivität in dem Fläschchen mit dem Computer in benutzerdefinierten intervals das könnte von 1 Sekunde bis 60 Minuten variieren. Das hier beschriebene Verfahren bietet ausreichend Zeit entfernt, um an die neue Umgebung anpassen und ermöglicht die gleichzeitige Messung der spontanen lokomotorischen Aktivität von nicht weniger als 120 Populationen entfernt. Zusätzlich beschreiben wir, Zubereitung der Speisen, fliegen Wartung, Einrichtung der Mobilität Bevölkerung Monitore in temperaturgesteuerten Inkubatoren und potenziellen Faktoren, die die Ergebnisse beeinflussen können. Diese Methode kann verwendet werden, um zu untersuchen, wie die verschiedenen Umwelt-oder genetische Veränderungen beeinflussen spontane Bewegungsaktivität der Fliegen werden.
Protocol
Representative Results
Discussion
Spontane Bewegungsaktivität der Fliegen wird von vielen Faktoren wie Alter, genetische Hintergrund und Geschlecht 2,13,18,19 beeinflusst. Außerdem können Umweltfaktoren wie Kaloriengehalt des Nahrungsmittels, der Temperatur der Umgebung, die Zugabe von verschiedenen Medikamenten, und Tag / Nacht-Lichtzyklus fly-Aktivität beeinflussen. Zum Beispiel männlichen Fliegen im gleichen Alter haben eine höhere spontane körperliche Aktivität im Vergleich zu Frauen (Abbildung 1). Daher sollte en…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Diese Arbeit wurde durch ein Stipendium der National Institutes of Health (AG023088 BR) unterstützt.
Materials
| Sucrose FCC Food Grade 100 LB, | Fisher Scientific MP Biomedicals | ICN90471380 | |
| Brewer’s Yeast | Fisher Scientific MP Biomedicals | ICN90331280 | |
| Drosophila Agar Fine | SciMart | DR-820-25F | |
| Cornmeal | Fisher Scientific MP Biomedicals | ICN90141125 | |
| Methyl4-hydroxybenzoate, tegosept | Sigma | H5501-5KG | |
| EtOH | Pharmco-AAPER | 111000200 | |
| Active Dry Yeast | Fisher Scientific | ICN10140001 | |
| Fly CO2 pad | LabScientific | BGSU-7 | |
| Stereo Microscope | Olympus | SZ40 | |
| Drosophila carbon dioxide (CO2) tank | Airgas | UN1013 | |
| Small paint brush for pushing the flies | |||
| Shell vial wide | Fischer Scientific | AS519 | |
| Buzzplugs for wide plastic vials | Fischer Scientific | AS275 | |
| Glass vials (25x95mm) | Fischer Scientific Kimble 60931-8 | AS-574 | |
| Sponge plugs for glass vials | SciMart | DR-750 | |
| Drosophila Food Dispenser | Applied Scientific (Fischer Scientific) | AS780Q | |
| DPM Drosophila Population Monitor | Trikinetics Inc. | ||
| DC Power Supply with line cord | Trikinetics Inc. | ||
| PSIU9 The Power Supply Interface Unit | Trikinetics Inc. | ||
| Telephone cables and 5 way splitters | Trikinetics Inc. | ||
| Universal Serial Bus (USB) hardware | Trikinetics Inc. | ||
| Macintosh or Windows PC with UCB port | |||
| DAMSystem308X Data Acquisition Software for Macintoch OSX (Intel) | www.trikinetics.com | ||
| DAMSystem308 Data Acquisition Software for Windows PC (XP/Vista/7) | www.trikinetics.com | ||
| DAMFileScan108X software for Macintosh | www.trikinetics.com | ||
| DAMFileScan108X software for Windows PC (XP/Vista/7) | www.trikinetics.com | ||
| USB software (PSIUdrivers.zip) | www.trikinetics.com | ||
| DAMSystem Notes 308 | (http://www.trikinetics.com/Downloads/DAMSystem%20Notes%20308.pdf |
Referências
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