Neurodegenerative विकारों की एक ड्रोसोफिला मॉडल में घुस दोष के मात्रात्मक विश्लेषण
Summary
We present an optimized inexpensive and reliable negative geotaxis assay in Drosophila melanogaster as a model for neurodegenerative disorders. Being more sensitive to mild locomotor defects, this assay will help screen for potential genetic interactions and drug targets.
Abstract
Neurodegenerative विकारों से उत्पन्न लोकोमोटिव दोष लक्षणहीन अध: पतन के वर्ष के बाद, रोग का एक देर से शुरू होने लक्षण हो सकता है, और इस प्रकार वर्तमान चिकित्सकीय उपचार रणनीतियों उपचारात्मक नहीं कर रहे हैं। पूरे exome अनुक्रमण के उपयोग के माध्यम से, जीन की संख्या बढ़ रही मानव हरकत में एक भूमिका निभाने के लिए पहचान की गई है। इन जीनों की पहचान करने के बावजूद, यह इन जीनों सामान्य लोकोमोटिव कामकाज के लिए महत्वपूर्ण हैं कि कैसे ज्ञात नहीं है। इसलिए, चिकित्सीय हित के उपन्यास लक्ष्यों की पहचान करने के लिए इन जीनों की भूमिका स्पष्ट करने के लिए मॉडल जीवों का इस्तेमाल करता है जो एक विश्वसनीय परख, पहले से कहीं अधिक की जरूरत है। हम पहले मामूली दोष का पता लगाने के लिए अनुमति देता है और समय के साथ इन दोषों का मूल्यांकन करने की क्षमता है कि नकारात्मक geotaxis परख की एक अवगत संस्करण तैयार की है। एक गिलास में किया जाता है परख एक मोम बाधा फिल्म के साथ बंद है जो सिलेंडर, स्नातक किया। दहलीज दूरी बढ़ाने से 17.5 सेल्सियस के लिए चढ़ जा करने के लिएएम हम हल्के गतिशीलता रोग का पता लगाने में अधिक से अधिक संवेदनशीलता मनाया 2 मिनट के लिए प्रयोग की अवधि बढ़ाने और। परख लागत प्रभावी है और अत्यधिक प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य परिणाम प्राप्त करने के लिए व्यापक प्रशिक्षण की आवश्यकता नहीं है। यह यह हरकत दोष के साथ ड्रोसोफिला म्यूटेंट में उम्मीदवार दवाओं स्क्रीनिंग के लिए एक उत्कृष्ट तकनीक बनाता है।
Introduction
ऐसे पार्किंसंस रोग, Amyotrophic पार्श्व स्केलेरोसिस, और वंशानुगत स्पास्टिक अंगों का पक्षाघात के रूप में विनाशकारी neurodegenerative विकारों तेजी से मान्यता प्राप्त कर रहे हैं। दुर्भाग्य से, इन neurodegenerative विकारों के सबसे उपचार के बिना भी कर रहे हैं। ऐसे जीनों की संख्या बढ़ने के लिए प्रेरित किया है पूरे exome अनुक्रमण के रूप में जीनोम चौड़ा, निष्पक्ष आनुवंशिक परीक्षण के व्यापक नैदानिक इस्तेमाल मानव लोकोमोटिव विकारों में फंसाया जा रहा है। इस प्रगति के बावजूद, जल्दी देर चरणों करने से रोग प्रगति, इन विकारों में मायावी बनी हुई है। ड्रोसोफिला एक नियंत्रित स्थानिक और लौकिक ढंग से जीन आवश्यकता के अध्ययन के लिए आनुवंशिक उपकरणों के साथ एक प्रदान करता है। इसके अलावा, ड्रोसोफिला ऐसे पार्किंसंस 1, अल्जाइमर 2, बौद्धिक विकलांगता 3,4 और दूसरों के बीच में मिर्गी 5,6 के रूप में मस्तिष्क संबंधी स्थितियों के लिए दवाओं की जांच में उपयोगी साबित हो गया है। हमारा उद्देश्य एक लागत प्रभावी करने के लिए विकसित किया गया थाऔर विश्वसनीय परख अभी भी मोटर प्रदर्शन में छोटे परिवर्तन का पता लगाने के लिए पर्याप्त संवेदनशील होगा कि उच्च विश्लेषण की अनुमति होगी।
ड्रोसोफिला चढ़ाई व्यवहार पर आनुवंशिक उत्परिवर्तन और / या पर्यावरण की स्थिति के प्रभाव यों इस्तेमाल कई assays के होते हैं। Assays के अधिकांश नकारात्मक geotaxis, या चढ़ाई परख के रूप में जाना जाता है चढ़ाई करने के लिए मक्खियों की स्वाभाविक प्रवृत्ति को भुनाने के। Benzer 7 phototaxis के अध्ययन के लिए प्रयोग किया जाता जवाबी मौजूदा तंत्र भी gravitaxis अध्ययन करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है कि 1967 में सुझाव दिया। तब से, Ganetsky 8 और कई अन्य लोगों के 9 -12 प्रारंभिक परख पर बनाया गया है। सिद्धांत एक शीशी में मक्खियों की एक ज्ञात संख्या जगह है और मक्खियों शीशी के नीचे गिर जाते हैं, जिससे एक कठिन सतह के खिलाफ दृढ़ता से शीशी दोहन करने के लिए है। यह एक सहज व्यवहार है, मक्खियों गुरुत्वाकर्षण का विरोध करने के शीशी के शीर्ष करने के लिए चढ़ाई करने का प्रयास करेंगे। यह परख मात्रात्मक और measu हैकितने मक्खियों Res एक आवंटित समय अवधि के दौरान शीशी पर एक मार्कर पिछले चढ़ा है। गति के बजाय मक्खियों चढ़ाई की कुल संख्या का माप एक विश्वसनीय पैरामीटर बन गया है और मक्खियों के मापदंड की संख्या 13 महत्वपूर्ण नहीं था, जहां मामलों में दोष दिखाई है।
चढ़ाई परख पार्किंसंस रोग 14 सहित कई neurodegenerative विकारों के अध्ययन में उपयोगी साबित हो गया है। हालांकि, हम neurodegeneration पहले से ही रोग के अध्ययन के 14 में देखा जाता है, जहां लोकोमोटिव दोष समय पर पता लगाने योग्य नहीं हो सकता है कि उल्लेख किया। इस प्रकार, पारंपरिक परख का उपयोग रोग रोगजनन की प्रारंभिक अवस्था का अध्ययन करने की क्षमता सीमित कर सकता है। विकृति के बाद के चरणों के दौरान लोकोमोटिव दोषों की उपस्थिति जिसका प्रगति पूरा बचाव के लिए भी उन्नत है एक बीमारी प्रतिबिंबित कर सकते हैं।
इस पारंपरिक चढ़ाई परख की संवेदनशीलता के साथ एक संभावित मुद्दा उठाती है। परंपरा के संभावित असमर्थताहल्के लोकोमोटिव दोष का पता लगाने के लिए परख चढ़ाई राष्ट्रीय मक्खियों चढ़ाई करने के लिए आवश्यक हैं, जो करने के लिए ऊंचाई के लिए जिम्मेदार ठहराया जा सकता है। परंपरागत परख 15,16 उपायों मक्खियों की संख्या सफलतापूर्वक 20 सेकंड के लिए 10 में 2 से 5 सेमी की ऊंचाई पर चढ़ने की।
Protocol
Representative Results
Discussion
ड्रोसोफिला पहले से ही पार्किंसंस रोग 14 और अन्य neurodegenerative शर्तों 1,2 में एक उत्कृष्ट मॉडल साबित हो गया है। ड्रोसोफिला में उपलब्ध आनुवंशिक उपकरणों के अलावा, अपने जीनोम अत्यधिक मस्तिष्क संबंध?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
This work is supported by a Canadian Health Research Institute (CIHR) Team Grant to Dr. Bolduc (co-PI) and Dr. Guy Rouleau (PI). We would like to thank Dr. Oksana Suchowersky, Dr. Kathryn Todd, the members of the University of Alberta fly club and Dr. Clayton Dickson for help in development of the method and statistical analysis.
Materials
| Drosophila stocks | The stocks are selected depending on the experiments. The temperature and humidity in the room and in the incubator must be controled and consistent to avoid flies being too staticky or too wet. | ||
| Video camera | Any digital camcorder will do. Make sure they can focus on close object. | ||
| Graduated cylinder | Kimble | 20028W | Different models of graduated cylinder may have different diameter. It is therefore imporant to measure the height. |
| computer | Any model will do. We used the computer to monitor the climbing of the flies and record the number of flies at each time point |
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