Summary

Erwerb von qualitativ hochwertigen digitalen Video<em> Drosophila</em> Larven und Verhalten der Erwachsenen aus einer seitlichen Perspektive

Published: October 04, 2014
doi:

Summary

Hier beschreiben wir eine einfache und allgemein zugänglich Mikroskopietechnik, um hochwertige digitale Video von Drosophila Erwachsenen-und Larven Phänotypen aus einer seitlichen Perspektive zu erwerben.

Abstract

Drosophila melanogaster ist eine leistungsfähige experimentelle Modellsystem zur Untersuchung der Funktion des Nervensystems. Gen-Mutationen, die Funktionsstörungen des Nervensystems verursachen produzieren häufig lebensfähigen Larven und Erwachsene, die Fortbewegung defekt Phänotypen, die schwierig ist, ausreichend mit Text beschreiben oder vollständig mit einem einzigen fotografischen Bild darstellen, sind zu haben. Aktuelle Modi des wissenschaftlichen Publizierens, unterstützen jedoch die Vorlage von digitalen Video-Medien als ergänzendes Material, ein Manuskript zu begleiten. Hier beschreiben wir eine einfache und allgemein zugänglich Mikroskopietechnik für den Erwerb von qualitativ hochwertigen digitalen Video beider Drosophila Larven und erwachsene Phänotypen aus einer seitlichen Perspektive. Video der Larven und erwachsene Fortbewegung aus einer Seitenansicht ist von Vorteil, weil sie die Beobachtung und Analyse der feinen Unterschiede und Variationen in abweichenden Lokomotive Verhaltensweisen. Wir haben erfolgreich die Technik zur Visualisierung und Quantifizierung aberrant kriechen Verhaltensweisen in Drittlarvenstadium, zusätzlich zu Erwachsenen Phänotypen und Verhaltensweisen einschließlich Pflege.

Introduction

Die gemeinsame Fruchtfliege Drosophila melanogaster ist eine leistungsfähige experimentelle Modellsystem zur Untersuchung der Funktion des Nervensystems 1-3. Evolutionären Erhaltung der Struktur und Funktion des Nervensystems beim Menschen, als auch einfache genetische Manipulation und eine Vielzahl von genetischen Werkzeugen macht Drosophila die Premiere Organismus der menschlichen neurodegenerativen Erkrankungen 4 modellieren. Gen-Mutationen, die Funktionsstörungen des Nervensystems verursachen führen oft in lebensfähigen Mutanten Larven und adulte Drosophila mit eingeschränkter Fortbewegung. In Nervensystem Mutanten beobachteten Phänotypen sind reduzierte Geschwindigkeit der Fortbewegung, anomale Koordination und spastischen Bewegungen bei Erwachsenen, als auch Defizite in peristaltische Kontraktion der Muskulatur der Körperwand und teilweise Lähmung der Larven. Diese Phänotypen in der Entwicklung von Hochdurchsatz-genetischen Screens und Fortbewegung Assays Mutante Larven 5 ausgenutzt, 6 und Erwachsenen 7-10 Drosophila bei der Quantifizierung der Fortbewegung Wertminderung und die Identifizierung für die Funktion des Nervensystems notwendigen Gene abzielen. Während diese Ansätze sind äußerst nützlich für die Quantifizierung Larven und Erwachsenen Lokomotive Verhaltensweisen, versagen sie auf qualitative Informationen über die einzelnen spezifischen abweichendes Verhalten zu vermitteln. Zum Beispiel, während Mutante dritten Larvenstadium kann die Fortbewegung veränderten Parameter in einem Verhaltenstest zeigen, kann es unklar sein, wenn dies das Ergebnis von Veränderungen in rhythmischen Kontraktionen während der Schlauch Crawling Zyklus, allgemeine Mangel an Koordination oder teilweise Lähmung der hinteren Körper Wandmuskulatur. Hier beschreiben wir eine einfache und allgemein zugänglich Mikroskopietechnik für den Erwerb von qualitativ hochwertigen digitalen Video von Drosophila Erwachsenen-und Larven Lokomotive Phänotypen aus einer seitlichen Perspektive. Digitale Videosignale von einer seitlichen Perspektive erworben erlaubt die direkte Beobachtung und Analyse der feinen Unterschiede in Locomotive Verhaltensweisen von einem aussageSeitenAnsicht Orientierung.

Protocol

1. Die Stereomikroskopsystem Anmerkung: Obwohl dieses Protokoll einfach an praktisch jedem Stereomikroskopsystem mit der Fähigkeit zum Erfassen Video in einer Digitalkamera gekoppelt ist, werden die Details von der in unserem Labor verwendet (Tabelle Materialien / Equipment) System. Erwerben Sie digitale Videos mit einer trinokularen Stereomikroskop zu einem kommerziellen Digitalkamera gekoppelt ist. Zur Kopplung des kommerziellen Digitalkamera an den trinokularen Ansch…

Representative Results

Wir haben erfolgreich diese Technik zur Erfassung und Quantifizierung der Larven Verhaltensphänotyp mit Verlust der Funktion des Gens Stathmin (Figur 2) 14 verbunden. Das Gen kodiert für ein Stathmin Mikrotubuli regulatorisches Protein, das Tubulindimeren Partitionen von Pools von löslichen Tubulin und Mikrotubuli bindet und fördert ihre Demontage 15,16. Stathmin Funktion ist erforderlich, um die Integrität des Mikrotubuli in den Axonen von peripheren Nerven …

Discussion

Drosophila melanogaster 's Stärke als ein Modellsystem für die Untersuchung Funktion des Nervensystems stammt weitgehend aus der Konvergenz der mächtigen genetische Werkzeuge zur Verfügung, und die breite Palette von robusten Verhaltenstests entwickelt. Hier präsentieren wir Ihnen eine einfache und allgemein zugänglich Mikroskopietechnik für den Erwerb von qualitativ hochwertigen digitalen Video von Drosophila Erwachsenen-und Larven Lokomotive Phänotypen aus einer seitlichen Perspektive. Wi…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Die Autoren möchten sich Alexandra Opie für technische Hilfe und Unterstützung, James Barton für die Bereitstellung von Video-Erzählung anerkennen und Ramona Flatz und Joellen Sweeney für im zugehörigen Video erscheinen. Diese Arbeit wurde von der MJ Murdock Charitable Trust (Grant No 2012205 zu JED) unterstützt.

Materials

Trinocular Stereozoom Microscope Olympus Corporation SZ6145TR ½ C-mount was removed and replaced with 1x C-mount
1X C-mount Leeds Precision Instruments LSZ-1XCMT2
Digital Camera Coupler (43mm thread) Qioptiq Imaging Solutions 25-70-10-02
58mm to 48mm Step Down Ring B&H Video GBSDR5848
48mm to 43mm Step Down Ring B&H Video GBSDR4843
Lensmate Adapter Kit for Canon G10 LensMateOnline.com
Canon PowerShot G10 Digital Camera Canon U.S.A., Inc.
1.5ml Spectroscopic PolystereneCuvette Denville Scientific U8650-4

References

  1. Zhang, B., Freeman, M. R., Waddell, S. . Drosophila neurobiology: a laboratory manual. , (2010).
  2. Frank, C. A., et al. New approaches for studying synaptic development, function, and plasticity using Drosophila as a model system. J Neurosci. 33, 17560-17568 (2013).
  3. Mudher, A., Newman, T. . Drosophila : a toolbox for the study of neurodegenerative disease. , (2008).
  4. Bilen, J., Bonini, N. M. Drosophila as a model for human neurodegenerative disease. Annu Rev Genet. 39, 153-171 (2005).
  5. Jakubowski, B. R., Longoria, R. A., Shubeita, G. T. A high throughput and sensitive method correlates neuronal disorder genotypes to Drosophila larvae crawling phenotypes. Fly (Austin). 6, 303-308 (2012).
  6. Caldwell, J. C., Miller, M. M., Wing, S., Soll, D. R., Eberl, D. F. Dynamic analysis of larval locomotion in Drosophila chordotonal organ mutants). Proc Natl Acad Sci U S A. 100, 16053-16058 (2003).
  7. Jahn, T. R., et al. Detection of early locomotor abnormalities in a Drosophila model of Alzheimer’s disease. J Neurosci Methods. 197, 186-189 (2011).
  8. Donelson, N. C., et al. High-resolution positional tracking for long-term analysis of Drosophila sleep and locomotion using the "tracker" program. PLoS ONE. 7, e37250 (2012).
  9. Slawson, J. B., Kim, E. Z., Griffith, L. C. High-resolution video tracking of locomotion in adult Drosophila melanogaster. J Vis Exp. (24), (2009).
  10. Colomb, J., Reiter, L., Blaszkiewicz, J., Wessnitzer, J., Brembs, B. Open source tracking and analysis of adult Drosophila locomotion in Buridan’s paradigm with and without visual targets. PLoS ONE. 7, e42247 (2012).
  11. Demerec, M. . Biology of Drosophila. , (1965).
  12. Barron, A. B. Anaesthetising Drosophila for behavioural studies. J Insect Physiol. 46, 439-442 (2000).
  13. Greenspan, R. J. . Fly pushing : the theory and practice of Drosophila genetics.. , (2004).
  14. Duncan, J. E., Lytle, N. K., Zuniga, A., Goldstein, L. S. The Microtubule Regulatory Protein Stathmin Is Required to Maintain the Integrity of Axonal Microtubules in Drosophila. 8, e683244 (2013).
  15. Belmont, L. D., Mitchison, T. J. Identification of a protein that interacts with tubulin dimers and increases the catastrophe rate of microtubules. Cell. 84, 623-631 (1996).
  16. Cassimeris, L. The oncoprotein 18/stathmin family of microtubule destabilizers. Curr Opin Cell Biol. 14, 18-24 (2002).
check_url/51981?article_type=t

Play Video

Cite This Article
Zenger, B., Wetzel, S., Duncan, J. Acquisition of High-Quality Digital Video of Drosophila Larval and Adult Behaviors from a Lateral Perspective. J. Vis. Exp. (92), e51981, doi:10.3791/51981 (2014).

View Video