Taste Voorkeur Assay voor Volwassenenonderwijs<em> Drosophila</em
Summary
Taste is an important sensory process which facilitates attraction to beneficial substances and avoidance of toxic substances. This protocol describes a simple ingestion assay for determining Drosophila gustatory preference for a given chemical compound.
Abstract
Olfactory and gustatory perception of the environment is vital for animal survival. The most obvious application of these chemosenses is to be able to distinguish good food sources from potentially dangerous food sources. Gustation requires physical contact with a chemical compound which is able to signal through taste receptors that are expressed on the surface of neurons. In insects, these gustatory neurons can be located across the animal’s body allowing taste to play an important role in many different behaviors. Insects typically prefer compounds containing sugars, while compounds that are considered bitter tasting are avoided. Given the basic biological importance of taste, there is intense interest in understanding the molecular mechanisms underlying this sensory modality. We describe an adult Drosophila taste assay which reflects the preference of the animals for a given tastant compound. This assay may be applied to animals of any genetic background to examine the taste preference for a desired soluble compound.
Introduction
Dieren gebruiken chemosensation om gunstige voorwaarden uit elkaar te onderscheiden van ongunstige omstandigheden. Deze waarneming kan cruciaal voor zaken als de bepaling van de beste voedselbron, het vermijden van giftige stoffen en het bepalen van de beste paring partner 1 zijn. Chemosensation is vaak verdeeld in twee zintuiglijke componenten: reukzin en smaak zintuigen. Een belangrijk kenmerk van deze zinnen is dat olfactie (reuk) wordt gebruikt om de omringende gasvormige chemische omgeving tijdens proeven gustation (smaak) fysiek contact met een niet-vluchtig substraat vereist. Zowel sensorische modaliteiten stimuleren neurologische reacties die worden verwerkt en gedecodeerd in de hersenen om de juiste aantrekkelijk of afstotende gedrag 2 produceren. Deze zintuigen zijn daarom van cruciaal belang voor de overleving van dieren.
De vrucht Drosophila melanogaster is een model organisme dat groeit in populariteit voor gebruik in begrijpening hoe insecten waarnemen geur en smaak. Fruitvliegen bieden enorme voordelen boven andere modelsystemen te wijten aan de rijkdom van genetische hulpmiddelen beschikbaar voor de dissectie van de moleculaire, cellulaire en gedrags paden. Het werk van de afgelopen 15 jaar heeft vooral instrumenteel in het karakteriseren van de specifieke cellulaire identiteiten, neuronale receptoren en signalering mechanismen die betrokken zijn bij zowel de geur en smaak zijn. Nu wordt het vermogen van Drosophila genetica worden gebruikt om verder te ontrafelen hoe deze processen worden gecodeerd op één neuron en enkel circuit niveau 3-6. Daarom testen die voorzien gemakkelijk scoorde uitlezingen van wijzigingen aan de sensorische wegen zijn van vitaal belang voor de aanhoudende opmars van deze gebieden.
Hoewel veel bekend over hoe olfactorische signalen worden gecodeerd en verwerkt in de hersenen, is veel minder begrepen land dezelfde mechanismen in de smaak route. We beschrijven hier een protocol dat kan worden gebruikt om smaak preferen vernemence in Drosophila. Drosophila, zoals zoogdieren, in het algemeen de voorkeur aan zoete smaak verbindingen in tegenstelling tot bitter smakende verbindingen. Elke combinatie van deze voedselbronnen kunnen worden gebruikt in deze proefopzet te bepalen hoe bekende genetische veranderingen beïnvloeden smaak keuze. Bovendien kunnen farmacologische interventiestrategieën eveneens worden beoordeeld op hun effect op smaak dieren voorkeur. Het gemak en flexibiliteit van deze test maakt het een nuttig model voor het begrijpen van de aard van smaak- perceptie bij Drosophila.
Protocol
Representative Results
Discussion
We hebben beschreven een eenvoudige maar effectieve protocol voor het bepalen van de smaak voorkeur in Drosophila. Versies van deze test worden routinematig gebruikt in experimenten om de bijdragen van smaak receptoren (GR) vast te stellen in het waarnemen van de verschillende kwaliteiten (bitter, zoet, zuur, zout en umami) van smaak verbindingen. De Drosophila genoom bevat ongeveer 60 genen die 68 geïdentificeerde smaak receptoren coderen door alternatieve splicing 8,9. Echter, andere eiwi…
Offenlegungen
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
We would like to thank members of the Tessier lab for critical reading of this manuscript and helpful suggestions during the preparation of this protocol.
Materials
| Blue Food Coloring (Water, Propylene Glycol, FD&C Blue 1 and Red 40, Propylparaben) | McCormick | N/A | |
| Cryo/Freezer Boxes w/o Dividers | Fisher | 03-395-455 | |
| Dumont #5 Forceps | Fine Science Tools | 11251-20 | |
| Glacial Acetic Acid | Fisher | BP2401-500 | |
| Leica S6 E Stereozoom 0.63x-4.0x microscope | W. Nuhsbaum, Inc. | 10446294 | |
| Petri Dish (100 x 15 mm) | BD Falcon | 351029 | Reuseable if thoroughly washed and dried |
| Quick-Snap Microtubes | Alkali Scientific Inc. | C3017 | |
| Red Food Coloring (Water, Propylene Glycol, FD&C Reds 40 and 3, Propylparaben) | McCormick | N/A | |
| Sucrose | IBI Scientific | IB37160 |
Referenzen
- Herrero, P. Fruit fly behavior in response to chemosensory signals. Peptides. 38 (2), 228-237 (2012).
- Vosshall, L. B., Stocker, R. F. Molecular architecture of smell and taste in Drosophila. Annu Rev Neurosci. 30, 505-533 (2007).
- Harris, D. T., Kallman, B. R., Mullaney, B. C., Scott, K. Representations of Taste Modality in the Drosophila Brain. Neuron. 86 (6), 1449-1460 (2015).
- Hong, E. J., Wilson, R. I. Simultaneous encoding of odors by channels with diverse sensitivity to inhibition. Neuron. 85 (3), 573-589 (2015).
- Kain, P., Dahanukar, A. Secondary taste neurons that convey sweet taste and starvation in the Drosophila brain. Neuron. 85 (4), 819-832 (2015).
- Masek, P., Worden, K., Aso, Y., Rubin, G. M., Keene, A. C. A dopamine-modulated neural circuit regulating aversive taste memory in Drosophila. Curr Biol. 25 (11), 1535-1541 (2015).
- Charlu, S., Wisotsky, Z., Medina, A., Dahanukar, A. Acid sensing by sweet and bitter taste neurons in Drosophila melanogaster. Nat Commun. 4, 2042 (2013).
- Clyne, P. J., Warr, C. G., Carlson, J. R. Candidate taste receptors in Drosophila. Science. 287 (5459), 1830-1834 (2000).
- Scott, K., et al. A chemosensory gene family encoding candidate gustatory and olfactory receptors in Drosophila. Cell. 104 (5), 661-673 (2001).
- Kim, S. H., et al. Drosophila TRPA1 channel mediates chemical avoidance in gustatory receptor neurons. Proc Natl Acad Sci U S A. 107 (18), 8440-8445 (2010).
- Koh, T. W., et al. The Drosophila IR20a clade of ionotropic receptors are candidate taste and pheromone receptors. Neuron. 83 (4), 850-865 (2014).
- Zhang, Y. V., Ni, J., Montell, C. The molecular basis for attractive salt-taste coding in Drosophila. Science. 340 (6138), 1334-1338 (2013).
- Zhang, Y. V., Raghuwanshi, R. P., Shen, W. L., Montell, C. Food experience-induced taste desensitization modulated by the Drosophila TRPL channel. Nat Neurosci. 16 (10), 1468-1476 (2013).
- Liman, E. R., Zhang, Y. V., Montell, C. Peripheral coding of taste. Neuron. 81 (5), 984-1000 (2014).
- Rodrigues, V., Cheah, P. Y., Ray, K., Chia, W. malvolio, the Drosophila homologue of mouse NRAMP-1 (Bcg), is expressed in macrophages and in the nervous system and is required for normal taste behaviour. EMBO J. 14 (13), 3007-3020 (1995).
- Tanimura, T., Isono, K., Yamamoto, M. T. Taste sensitivity to trehalose and its alteration by gene dosage in Drosophila melanogaster. Genetik. 119 (2), 399-406 (1988).
- Weiss, L. A., Dahanukar, A., Kwon, J. Y., Banerjee, D., Carlson, J. R. The molecular and cellular basis of bitter taste in Drosophila. Neuron. 69 (2), 258-272 (2011).
- French, A. S., et al. Dual mechanism for bitter avoidance in Drosophila. J Neurosci. 35 (9), 3990-4004 (2015).
- Deshpande, S. A., et al. Quantifying Drosophila food intake: comparative analysis of current methodology. Nat Methods. 11 (5), 535-540 (2014).
