Straightforward assays for measuring ethanol sensitivity and rapid tolerance in Drosophila facilitate the use of this model organism for investigating these important ethanol-related behaviors. Here, a relatively simple, scalable assay for measuring ethanol sensitivity and rapid tolerance in flies is described.
Alkoholbruk lidelse (NOK) er en alvorlig helseutfordring. Til tross for en stor arvelig komponent til AUD, har få gener entydig innblandet i deres etiologi. Bananflue, Drosophila melanogaster, er en kraftig modell for å utforske molekylære-genetiske mekanismene bak alkoholrelatert atferd og derfor har store løftet for å identifisere og forstå funksjonen av gener som påvirker AUD. Bruken av Drosophila modell for disse typer studier er avhengig av tilgjengeligheten av analyser som pålitelig måling av atferdsmessige respons til etanol. Denne rapporten beskriver en analyse egnet for å vurdere etanol følsomhet og rask toleranse i fluer. Etanol følsomhet målt i denne analyse er påvirket av mengden og konsentrasjonen av etanol benyttes, en rekke tidligere rapportert genetiske manipulasjoner, og også lengden av tiden fluene er plassert uten mat umiddelbart før testing. I motsetning til dette, etanol sensitivity målt i denne analysen er ikke påvirket av kraft av fly håndtering, sex av fluer, og utfylling av vekstmedium med antibiotika eller levende gjær. Tre forskjellige metoder for å kvantifisere etanol følsomhet er beskrevet, alt som fører til vesentlige utvisket etanol følsomhet resultater. Den skalerbar natur av denne analysen, kombinert med dens generelle enkelhet å sette opp og relativt lav kostnad, gjør den egnet for små og store genetisk analyse av etanol følsomhet og hurtig toleranse i Drosophila.
Alkoholbruk lidelse (NOK) er et enormt helseproblem over hele verden (anmeldt i 1). Selv om mekanismene ikke utviklingen av AUD er komplekse, disse forstyrrelsene har en større genetisk komponent (for eksempel 2). Den store arvbarhet på AUD og de konserverte atferdsmessige responser til etanol på tvers av mange arter (anmeldt i 3,4) har generert stor interesse i å bruke genetisk modellorganismer for å undersøke involvering av spesifikke gener i etanolrelatert atferd mot bedre forstå den molekylære grunnlaget for AUD. Bananflue, Drosophila melanogaster, har dukket opp som en ledende modellorganisme for å utforske molekylærgenetiske mekanismer for etanolrelatert atferd (anmeldt i 3,4). Studier i fluer har markert roller i flere signalveier i atferdsmessige reaksjoner til etanol (anmeldt i 5). Forbløffende nok noen av gener og trasé som påvirker atferds responses til etanol i fluer har også vært innblandet i gnager etanolrelatert atferd og / eller menneskelig NOK (f.eks 6-14). Bevaring av mekanismene kjøring etanolrelatert atferd på tvers av arter, kombinert med suite av genetiske verktøy tilgjengelig i Drosophila modellsystemet, understreker nytten av bananflue modell for å undersøke genetikk av atferdsmessige reaksjoner til etanol.
Følsomhet 15,16 og toleranse (anmeldt i 17) til etanol hos mennesker er knyttet til utviklingen av AUD. Begge disse atferdsmessige reaksjoner til etanol kan modelleres i flyr via en rekke laboratorieanalyser (anmeldt i 3,4). Alle de flue analyser som er kjent for forfatterne er basert på enten tidsavhengig etanol-indusert sedasjon / manglende koordinasjon eller tidsavhengig utvinning fra etanol sedasjon.
I en tidligere artikkel fra vår gruppe på genetikk av etanol følsomhet og rAPID toleranse i Drosophila, ble en atferdsanalyse basert på etanoldamp-indusert sedasjon av fluer brukt 18. Testing i denne analyse ble initiert ved å overføre levende voksne fluer uten bedøvelse å tømme matvare ampuller, fangst flyr i hetteglass med et celluloseacetat plugg, tilsetning av etanol til toppen (dvs. ikke-fly siden) av celluloseacetat pluggen, og forsegling av ampullen inneholdende fluer, celluloseacetat plugg og etanol med en silikonpropp (se skjematisk i figur S3, referanse 18). Flere ampuller som representerer forskjellige grupper av fluer ble vurdert i parallell, noe som øker gjennomstrømningen av denne analyse. Ampuller fikk en anonym kode og forskere ble blindet for behandlingsgruppe for å hindre utilsiktet skjevhet i vurderingen av sedasjon. I en standard eksperiment, flyr i ampuller ble tappet forsiktig på 6 min intervaller, og etter en 30 sek utvinning, ble antall sedert fluer i hvert hetteglass telles og converted til prosent aktive fluer. Fluer absorbert etanoldamp fra celluloseacetat-pluggen på en tidsavhengig måte, forårsaker en progressiv økning i indre etanol 18 og sedasjon (cf referanse 18 og Figur 1A og 1B i denne rapport). Sedasjon i denne analysen ble operasjonelt definert som fluer (i) stående i fravær av å gå eller (ii) liggende på ryggen med eller uten flagrende vingene. Her er denne etanol sedasjon analysen beskrevet i detalj, er ytterligere driftsoptimalisering relevant å bruke det gitt, og analysen brukes til å adressere bidrag av mat tilskudd alternativer på utlegger sedasjon følsomhet.
Enkle analyser som reproduserbart kvanitfisere menings fenotyper er av stor verdi for analyse av atferd. Arbeidet er beskrevet her løser flere praktiske aspekter av en analyse for å måle etanol sedasjon følsomhet og rask toleranse i Drosophila. Selv ikke et fokus på dette arbeidet, er atferdsanalyser tilrettelagt ved å opprettholde miljøet og genetisk bakgrunn konstant for testpersonene innenfor en studie. Videre sammenligninger bør vanligvis utføres mellom grupper av fluer alet og testet side-ved-side…
The authors have nothing to disclose.
These studies were supported by grants from the National Institutes of Health, National Institute for Alcoholism and Alcohol Abuse to M.G. (P20AA017828, R01AA020634, P50 AA022537). The authors thank Jill Bettinger for helpful discussions and Jacqueline DeLoyht for technical assistance.
food vials | VWR | 89092-772 | narrow |
Flugs | Genesee/flystuff.com | 49-102 | narrow |
silicone stopper | Fisher Scientific | 09-704-1l | #4 |
ethanol | Pharmaco-Aaper | 111000200 | 200 proof |