Metoder för analys Drosophila Behavior
Summary
Drosophila melanogaster är en genetiskt och beteendemässigt foglig modellsystem som har använts för att förstå den molekylära och cellulära grunden för många viktiga biologiska processer i över ett sekel 1. Drosophila och har utnyttjats för att få insikt i den genetiska grunden för fluga beteende.
Abstract
Drosophila melanogaster, bananfluga, har använts för att studera molekylära mekanismer för ett brett spektrum av mänskliga sjukdomar såsom cancer, hjärt-och kärlsjukdomar och olika neurologiska sjukdomar 1. Vi har optimerat enkla och robusta beteendemässiga analyser för att bestämma larver rörelse, vuxna klättring förmåga (RING analys) och beteenden frieri av Drosophila. Dessa beteendemässiga analyser är allmänt tillämpliga för att studera rollen av genetiska och miljömässiga faktorer på fluga beteende. Larver genomsökning förmåga kan på ett tillförlitligt sätt användas för att bestämma tidigt stadium förändringar i kryper förmåga Drosophila larver och även för att undersöka effekten av läkemedel eller mänskliga gener sjukdom (transgena flugor) på deras rörelseförmåga. Den larver genomsökning Analysen blir mer tillämplig om uttryck eller avskaffandet av en gen orsakar dödlighet i puppa eller vuxen steg, eftersom dessa flugor inte överlever till vuxen ålder, där de annars skulle kunna bedömas. Denna grundläggande enssay kan också användas i samband med starkt ljus eller stress för att undersöka ytterligare beteendemässiga responser i Drosophila-larver. Uppvaktningen beteende har använts i stor omfattning för att undersöka genetiska grunden för sexuellt beteende, och kan även användas för att undersöka verksamheten och samordning, samt inlärning och minne. Drosophila kurtisuppförande medför utbyte av olika sensoriska stimuli, inklusive syn, hörsel och chemosensory signaler mellan män och kvinnor som leder till en komplex serie av väl karakteriserade motoriska beteenden som kulminerar i framgångsrika parning. Traditionella vuxna klättring analyser (negativa geotaxis) är tråkiga, arbetsintensiva och tidskrävande, med betydande variation mellan olika försök 2-4. Den snabba iterativa negativa geotaxis (ring)-analys 5 har många fördelar jämfört med mer allmänt använda protokollen, vilket ger en reproducerbar, känslig och hög genomströmning tillvägagångssätt för att kvantifiera vuxen rörelseaktivitet och negativa geotaxis behaviors. I ringen analysen kan flera genotyper eller behandlingar läkemedel provas samtidigt med stort antal djur, med hög kapacitet synsätt gör det mer mottaglig för screening experiment.
Protocol
Discussion
Drosophila beteende är hårt reglerad av genetiska och miljömässiga faktorer. Vi och andra har tidigare använt de analyser som beskrivs här att samla in data för att undersöka gener relaterade till flyga beteenden och till mänskliga neurodegenerativa sjukdomar modelleras i Drosophila 5-19. För krypande analysen är noggrant urval av 3: e stadiet larver ett kritiskt steg. Om behandling med ett läkemedel, tar det 10-15 minuter (eller mer beroende på vilken typ och karakt?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Vi vill tacka Astha Maltare för generering av larver krypande data. Vi vill tacka Dr Nicholas Lanson Jr för att ge sina synpunkter på manuskriptet. Detta arbete stöddes av Robert Packard Centrum för ALS vid Johns Hopkins (till UBP) och amyotrofisk lateral skleros Association (UBP) och R01MH083689 från National Institutes of Mental Health (CDN).
Materials
| Name of the reagent | Company | Catalogue number |
| Sucrose | Fisher Scientific | S5-500 |
| Agarose | Invitrogen | 16500-500 |
| 6 oz Drosophila bottle | Genesee Scientific | 32-130 |
| Paint Brush (#1) | Ted Pella,Inc. | 11859 |
| Fly food components | ||
| Cornmeal | Fisher Scientific | NC9109741 |
| Agar | Genesee Scientific | 66-104 |
| Molasses | Fisher Scientific | NC9349176 |
| Propionic acid | Acros | 14930-0010 |
| Tegosept | Apex | 20-258 |
| Ethanol | Fisher Scientific | BP2818-4 |
| Yeast | Genesee Scientific | 62-107 |
References
- Pandey, U. B., Nichols, C. D. Human disease models in Drosophila melanogaster and the role of the fly in therapeutic drug discovery. Pharmacol. Rev. 63 (2), 411-436 (2011).
- Feany, M. B., Bender, W. W. A Drosophila model of Parkinson’s disease. Nature Mar. 23 (6776), 394-398 (2000).
- Auluck, P. K., Bonini, N. M. Pharmacological prevention of Parkinson disease in Drosophila. Nat. Med. 8 (11), 1185-1186 (2000).
- Whitworth, A. J., Theodore, D. A., Greene, J. C., Benes, H., Wes, P. D., Pallanck, L. J. Increased glutathione Stransferase activity rescues dopaminergic neuron loss in a Drosophila model of Parkinson’s disease. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 102 (22), 8024-8029 (2005).
- 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 (5), 386-395 (2005).
- Lanson, N. A., Maltare, A., King, H., Smith, R., Kim, J. H., Taylor, J. P., Lloyd, T. E., Pandey, U. B. A Drosophila model of FUS-related neurodegeneration reveals genetic interaction between FUS and TDP-43. Hum. Mol. Genet. 20 (13), 2510-2523 (2011).
- Batlevi, Y., Martin, D. N., Pandey, U. B., Simon, C. R., Powers, C. M., Taylor, J. P., Baehrecke, E. H. Dynein light chain 1 is required for autophagy, protein clearance, and cell death in Drosophila. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 107 (2), 742-747 (2010).
- Sang, T. K., Chang, H. Y., Lawless, G. M., Ratnaparkhi, A., Mee, L., Ackerson, L. C., Maidment, N. T., Krantz, D. E., Jackson, G. R. A Drosophila model of mutant human parkin-induced toxicity demonstrates selective loss of dopaminergic neurons and dependence on cellular dopamine. J. Neurosci. 27 (5), 981-992 (2007).
- Stacey, S. M., Muraro, N. I., Peco, E., Labbé, A., Thomas, G. B., Baines, R. A., van Meyel, D. J. Drosophila glial glutamate transporter Eaat1 is regulated by fringe-mediated notch signaling and is essential for larval locomotion. J. Neurosci. 30 (43), 14446-14457 (2010).
- Repnikova, E., Koles, K., Nakamura, M., Pitts, J., Li, H., Ambavane, A., Zoran, M. J., Panin, V. M. Sialyltransferase regulates nervous system function in Drosophila. J. Neurosci. 30 (18), 6466-6476 (2010).
- Repnikova, E., Koles, K., Nakamura, M., Pitts, J., Li, H., Ambavane, A., Zoran, M. J., Panin, V. M. Sialyltransferase regulates nervous system function in Drosophila. J. Neurosci. 30 (18), 6466-6476 (2010).
- Nedelsky, N. B., Pennuto, M., Smith, R. B., Palazzolo, I., Moore, J., Nie, Z., Neale, G., Taylor, J. P. Native functions of the androgen receptor are essential to pathogenesis in a Drosophila model of spinobulbar muscular atrophy. Neuron. 67 (6), 936-952 (2010).
- Lorenzo, D. N., Li, M. G., Mische, S. E., Armbrust, K. R., Ranum, L. P., Hays, T. S. Spectrin mutations that cause spinocerebellar ataxia type 5 impair axonal transport and induce neurodegeneration in Drosophila. J. Cell Biol. 189 (1), 143-158 (2010).
- Wang, J. W., Brent, J. R., Tomlinson, A., Shneider, N. A., McCabe, B. D. The ALS-associated proteins FUS and TDP-43 function together to affect Drosophila locomotion and life span. J. Clin. Invest. , (2011).
- Choi, J. K., Jeon, Y. C., Lee, D. W., Oh, J. M., Lee, H. P., Jeong, B. H., Carp, R. I., Koh, Y. H., Kim, Y. S. A Drosophila model of GSS syndrome suggests defects in active zones are responsible for pathogenesis of GSS syndrome. Hum. Mol. Genet. 19 (22), 4474-4489 (2010).
- Ruan, H., Wu, C. F. Social interaction-mediated lifespan extension of Drosophila Cu/Zn superoxide dismutase mutants. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 105 (21), (2008).
- Slawson, J. B., Kim, E. Z., Griffith, L. C. High-resolution video tracking of locomotion in adult Drosophila melanogaster. J. Vis. Exp. (24), (2009).
- Becnel, J., Johnson, O., Luo, J., Nässel, D. R., Nichols, C. D. The serotonin 5-HT7 Dro receptor is expressed in the brain of Drosophila, and is essential for normal courtship and mating. PLoS One. 6 (6), e20800 (2011).
- Johnson, O., Becnel, J., Nichols, C. D. Serotonin 5-HT(2) and 5-HT(1A)-like receptors differentially modulate aggressive behaviors in Drosophila melanoga- ster. Neuroscience. 158 (2), 1292-1300 (2009).
- Bastock, M., Manning, A. The Courtship of Drosophila Melanogaster. Behaviour. , 85-111 (1955).
- Greenspan, R. J., Ferveur, J. F. Courtship in Drosophila. Annu. Rev. Genet. 34, 205-232 (2000).
- Villella, A., Hall, J. C. Neurogenetics of courtship and mating in Drosophila. Adv. Genet. 62, 67-184 (2008).
