Mesure et Altération Mating Drive à Male<em> Drosophila melanogaster</em

Summary

Cet article décrit un test de comportement qui utilise entraînement d'accouplement mâle chez la drosophile melanogaste r pour étudier la motivation. En utilisant cette méthode, les chercheurs peuvent utiliser la mouche des techniques avancées neurogénétiques pour découvrir les mécanismes génétiques, moléculaires et cellulaires qui sous-tendent cette motivation.

Abstract

Malgré des décennies de recherche, les bases neuronales et moléculaires des états de motivation demeurent mystérieuses. Nous avons récemment développé un roman, réductionniste et système évolutif pour une enquête approfondie de la motivation à utiliser le disque d'accouplement du mâle Drosophila melanogaster (drosophile), les méthodes pour lesquelles nous détaillons ici. Le paradigme comportemental centré sur la constatation que le lecteur d'accouplement mâle diminue aux côtés de la fécondité au cours des copulations répétées et récupère plus de ~ 3 d. Dans ce système, les outils neurogénétiques puissants disponibles dans la mouche convergent avec l'accessibilité génétique et putative schéma de câblage disponible pour le comportement sexuel. Cette convergence permet l'isolement rapide et l'interrogation des petites populations neuronales avec des fonctions spécifiques de motivation. Ici, nous en détail la conception et l'exécution de l'essai de satiété qui est utilisé pour mesurer et modifier la cour motivation dans la mouche mâle. En utilisant cettetest, nous démontrons aussi que le faible entraînement d'accouplement mâle peut être surmonté en stimulant les neurones dopaminergiques. Le dosage de la satiété est simple, abordable et robuste aux influences des origines génétiques. Nous prévoyons que le test de satiété pour générer beaucoup de nouvelles connaissances sur la neurobiologie des états de motivation.

Introduction

Work in Drosophila a donné un aperçu profond et pionnier dans de nombreux phénomènes biologiques, y compris la nature du gène ^1, les principes du développement embryonnaire ^2, les rythmes circadiens ^3, ainsi que le développement et le câblage du système nerveux ^{4, 5, 6.} La motivation reste beaucoup moins bien compris que ces phénomènes, peut-être à cause des limitations sur les systèmes qui ont été étudiés jusqu'à présent. Motivation à la volée est principalement étudiée dans le contexte de la faim, ce qui présente de nombreux défis en raison de leur consommation par bout d'alimentation et exosquelette qui exclut des signes manifestes de dépôt de graisse infinitésimale alimentaire. Par conséquent, il est nécessaire d'élargir les systèmes utilisés pour étudier la motivation dans la mouche.

Nous décrivons un cadre comportemental pour l'étude de l'entraînement d'accouplement dansDrosophile. Ce système tire parti des outils neurogénétiques à la volée, ainsi que l'accessibilité ^{7, 8, 9, 10, 11, 12} et connectome putatif de son circuit dimorphisme sexuel ^{8, 13.} En outre, une grande partie de l'inné ^{14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21} et appris ^{22, 23, 24} circuits sensori-moteur parade contrôle a été élaboré en détail, offrant une occasion rarepour localiser le noeud de circuit exact sur lequel la motivation frappe. Nous avons récemment rapporté que, dans la volée, comme chez les humains, les niveaux de dopamine sont au cœur de l' accouplement d' entraînement ^{25, 26, 27.} Nous avons obtenu l' accès génétique au niveau circuit molecular- et pertinent dopamine produisant et recevant des neurones dans la mouche, ce qui facilite l' analyse détaillée de ce phénomène conservé en utilisant les essais que nous décrivons ici ^25.

Nous ajoutons aux tests comportementaux dans Zhang et al. ²⁵ une nouvelle arène de comportement plat qui permet à la vidéo notation, que nous appelons 2 dimensions (2-D) Essai de satiété, une amélioration importante par rapport aux méthodes précédentes. Par conséquent, le nouveau test est plus évolutive et quantifiable, et donc plus approprié pour les écrans génétiques des gènes et des neurones impliqués dans la motivation. Nous utilisons ce nouveau test, ainsi que des essais de séduction et neurogemanipulations nétiques, pour démontrer comment mesurer et modifier l'accouplement d'entraînement à la volée.

Protocol

NOTE: Ce protocole décrit la préparation (Sections 1 – 3), l'exécution (article 4), et l'analyse (section 4) de 2-D des essais de satiété. Ensuite, en utilisant une stimulation dopaminergique, par exemple, l'article 5 montre comment combiner la stimulation avec thermogénétique 2-D des essais pour induire la satiété hypersexuality. Section 6 décrit 3 façons de vérifier les résultats de 2-D des essais de satiété. Enfin, la section 7 montre comment mesurer la reprise de l'accouplement d'e…

Representative Results

Pour caractériser la drosophile accouplement d' entraînement, 3-day-old, WT Canton-S mâles ont été testés dans un essai de satiété 2-D. Au cours de l'essai (4,5 h), les mâles s'accouplent une moyenne de 4,8 ± 0,3 (moyenne ± écart-type de la moyenne, SEM) fois. Accouplements initient la plupart du temps dans les 2 premières h (78%) (figure 6A, 6B) et deviennent moins fréquentes que le test progresse (figure 6A, 6B). Cett…

Discussion

États de motivation peuvent être rassasiées, maintenus et récupérés ^34. Nous présentons une analyse 2-satiété D qui mesure rapidement et vigoureusement tous ces aspects de l'accouplement d'entraînement à la volée. Cet essai donne la possibilité d'utiliser braguette avancé manipulations génétiques pour étudier les composants moléculaires et de circuit d'un comportement motivé.

Le dosage de la satiété repose sur la capacité du mâle…

Materials

1/16 inch clear acrylic	McMaster-Carr	8589K12	Used to make arenas; see Supplemental Material 1 for designs.
1/8 inch clear acrylic	McMaster-Carr	8589K42	Used to make arenas; see Supplemental Material 1 for designs.
3/16 inch clear acrylic	McMaster-Carr	8560K219	Used to make arenas; see Supplemental Material 1 for designs.
1/32 inch black delrin	McMaster-Carr	8575K132	Used to make arenas; see Supplemental Material 1 for designs.
Hex screws, 1 inch long (50x)	McMaster-Carr	92314A115	Used to make arenas. Can be replaced by 3/4 inch screws (92314A113, McMaster-Carr) for 32-chamber arenas.
Thumb nuts (25x)	McMaster-Carr	92741A100	Used to make arenas. Can be replaced by regular hex nuts (90480A005, McMaster-Carr).
Camcorder	Canon	Vixia HF R700	Can be replaced by any consumer comcorder.