Недорогой метод для анализа захват как активность и движение в<em> Дрозофилы</em
Summary
Использование веб-камера и сочетание свободных и недорогих программ, локомотивные узоры в дрозофилы могут быть проанализированы для определения различий в скорости, расстояния и времени различных мероприятий двигателя.
Abstract
Системы слежения Видео широко используются для анализа Drosophila движение MELANOGASTER и обнаруживать различные отклонения в опорно-двигательного поведения. В то время как эти системы могут обеспечить богатство поведенческого информации, стоимость и сложность этих систем может быть непомерно высокой для многих лабораторий. Мы разработали недорогой тест для измерения локомотива поведение и движение изъятия в дрозофилы. Система использует веб-камеры для захвата изображений, которые могут быть обработаны с использованием комбинации недорогой и свободного программного обеспечения для отслеживания расстояние переехал, средняя скорость движения и продолжительности движения в течение определенного времени пролета. Чтобы продемонстрировать полезность этой системы, мы рассмотрели группа дрозофилы мутантов Bang-чувствительные (BS) расслабленных, которые в 3-10 раз более восприимчивы к захват как деятельности (SLA), чем диких мух типа. Используя эту новую систему, мы смогли обнаружить, что БС Mutanт взрыва бессмысленно (BSS) имеет более низкие уровни разведочного передвижения в новой среде, чем мух дикого типа. Кроме того, система была использована для выявления, что метформин препарат, который обычно используется для лечения диабета типа II, снижает интенсивность SLA в BS мутантов.
Introduction
Учитывая короткий срок службы и надежные генетические инструменты, доступные, дрозофилы является отличным модельной системой для исследования этиологии различных заболеваний и базовый физиологию различных биологических процессов. Во многих случаях это выгодно для измерения эффектов, что поведенческие, генетические или фармакологические манипуляции имеют на передвижения в этих модельных организмов 1,2.
Существуют различные методы, которые обычно используются для измерения движения летать в двух измерениях 3-7. Эти системы могут поддерживать отслеживание нескольких мух одновременно и может измерять скорости, записывать длину пути и записать процент времени муха потратил двигаться. Они были использованы для изучения движение в различных контекстах, включая воздействию препаратов на передвижения и сексуальной диморфного природы летучей движения 6-9. Основным недостатком этих систем является стоимость слежения системтемпера или соответствующего программного обеспечения и камеры. В некоторых случаях это может работать в тысячи долларов. Стоимость составляет особый интерес для лаборатории, которые должны бы только ограниченное использование такой системы, например, количественной локомотивных модели вновь изолирован мутанта.
Более простой, но менее надежный метод заключается в использовании системы, которые фиксируют движение, основанное на том, сколько раз муха пересекает инфракрасный путь к световой луч, который помещен в середине закрытой трубе 10,11. Хотя такие системы может дать ценную информацию о передвижении и сон-бодрствование циклов, они могут больше или меньше сметной движения, потому что они не в состоянии захватить фактический путь лету. Например, мухи, которые проявляют значительный движение на концах трубки будет зарегистрироваться в качестве низкую движение летит хотя дополнительные методы высокого разрешения были использованы, чтобы попытаться обойти эти ограничения 12.
Проще и еще дешевле поднимаются устройства, которые измеряют geotaxiсек, движение вверх мух, через одну трубку или серии труб 2,13. Хотя такие системы дешевы и можно легко определить geotaxis дефекты, они не в состоянии захватить многие другие аспекты движения, которые будут представлять интерес для исследователей.
Для многих лабораториях, недорогой системы тщательный анализ, который прост в настройке и эксплуатации будет выгодно инструмент для характеристики поведенческих различий в дрозофилы штаммов. Здесь мы опишем анализ, который может быть установлен вверх в течение менее двух сотен долларов и способен дать информацию о пути, скорости и продолжительности движения мухи. Чтобы продемонстрировать эффективность анализа, приведены данные, показывающие, что он может быть использован для идентификации; 1) дефект опорно-двигательного аппарата в Bang-чувствительный (BS) мутанта, которое подвержено припадков и 2) способности метформина наркотиков, которые обычно используется для лечения диабета типа II, чтобы уменьшить интенсивность захват как деятельности (SLA) яп две BS мутанты.
Protocol
Representative Results
Discussion
При рассмотрении опорно-двигательного аппарата или модели движения у дрозофилы, полезно, чтобы иметь возможность извлечь информацию о пройденное расстояние, скорость передвижения и образец движения. Для того чтобы извлечь эту информацию, дорогостоящее оборудование традиционно …
Divulgaciones
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Авторы также хотели бы выразить благодарность Kris Burner, Стивен МакКинни, Лаура Тобина, Дженни Gilbreath, Эшли Olley, Меган Хоффер, и Меган Хайда за их работу в тонкой настройки этого анализа.
Materials
| Name of the Reagent/Equipment | Company | Catalog Number/Model | Comments |
| WebCam | Logitech | Pro900 | Any quality webcam will suffice. |
| HandiAVI time-lapse software | Azcendant software | Latest version can be found at http://www.azcendant.com/ | |
| ImageJ | NIH | Latest version can be found at http://rsbweb.nih.gov/ij/download.html | |
| Multiracker Plug-In | NIH | Latest version can be found at http://rsbweb.nih.gov/ij/plugins/index.html | |
| Vortexer | VWR | Vortex Genie 2 | Most standard size vortexers such as the Vortex Genie 2 will suffice. |
| 5cm petri dish cover | LabM Limited | D011 | Smaller or larger petri dish covers can be used for an arena in movement assay. |
| Light box | Built from scrap material. | Illumination is used for the locomotion assay. Depending on the room lighting, it is possible to perform the assay without the light box. | |
Referencias
- Stone, B., Evans, L., Coleman, J., Kuebler, D. Genetic and pharmacological manipulations that alter metabolism suppress seizure-like activity in. 1496, 94-103 (2013).
- Benzer, S. Behavioral mutants of Drosophila isolated by countercurrent distribution. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 58, 1112-1119 (1967).
- Slawson, J. B., Kim, E. Z., Griffith, L. C. High-Resolution Video Tracking of Locomotion in Adult Drosophila melanogaster. J. Vis. Exp. (24), (2009).
- Spink, A. J., Tegelenbosch, R. A., Buma, M. O., Noldus, L. P. The EthoVision video tracking systema tool for behavioral phenotyping of transgenic mice. Physiol. Behav. 73, 731-744 (2001).
- Kohlhoff, K. J., Jahn, T. R., Lomas, D. A., Dobson, C. M., Crowther, D. C., Vendruscolo, M. The iFly tracking system for an automated locomotor and behavioural analysis of Drosophila melanogaster. Integr. Biol. 3, 755-760 (2011).
- Gomez-Marin, A., Partoune, N., Stephens, G. J., Louis, M. Automated tracking of animal posture and movement during exploration and sensory orientation behaviors. PLoS ONE. 7, (2002).
- Wolf, F. W., Rodan, A. R., Tsai, L. T., Heberlein, U. High-Resolution analysis of ethanol-induced locomotor stimulation in Drosophila. J. Neurosci. 22, 11035-11044 (2002).
- Martin, J. R. A portrait of locomotor behaviour in Drosophila determined by a video-tracking paradigm. Behav. Processes. 67, 207-219 (2004).
- Meunier, N., Belgacem, Y. H., Martin, J. R. Regulation of feeding behaviour and locomotor activity by takeout in Drosophila. J. Exp. Biol. 210, 1424-1434 (2007).
- Koudounas, S., Green, E. W., Clancy, D. Reliability and variability of sleep and activity as biomarkers of ageing in Drosophila. Biogerontology. 13, 489-499 (2012).
- Catterson, J. H., Knowles-Barley, S., James, K., Heck, M. M., Harmar, A. J., Hartley, P. S. Dietary modulation of Drosophila sleep-wake behaviour. PLoS One. 5, (2010).
- Donelson, N., Kim, E. Z., Slawson, J. B., Vecsey, C. G., Huber, R., Griffith, L. C. High-Resolution positional tracking for long-term analysis of Drosophila sleep and locomotion using the ”Tracker” program. PLos ONE. 7, (2012).
- Duboff, B., Fridovich-Keil, J. L. Mediators of a long-term movement abnormality in a Drosophila melanogaster model of classic galactosemia. Dis. Model Mech. 5, 796-803 (2012).
- Seiger, M. B., Kink, J. F. The effect of anesthesia on the photoresponses of four sympatric species of Drosophila. Behav. Genet. 23, 99-104 (1993).
- Pavlidis, P., Ramaswami, M., Tanouye, M. A. The Drosophila easily shocked gene: a mutation in a phospholipid synthetic pathway causes seizure, neuronal failure, and paralysis. Cell. 79, 2333 (1994).
- Royden, C. S., Pirrotta, V., Jan, L. Y. The tko locus, site of a behavioral mutation in D. melanogaster, codes for a protein homologous to prokaryotic ribosomal protein S12. Cell. 51, 165-173 (1987).
- Parker, L., Padilla, M., Du, Y., Dong, K., Tanouye, M. A. Drosophila as a model for epilepsy: bss is a gain-of-function mutation in the para sodium channel gene that leads to seizures. Genética. , 187-534 (2011).
- Hardie, D. G. Role of AMP-activated protein kinase in the metabolic syndrome and in heart disease. FEBS Lett. 582, 81-89 (2008).
- Fulgencio, J. P., Kohl, C., Girard, J., Pegorier, J. P. Effect of metformin on fatty acid and glucose metabolism in freshly isolated hepatocytes and on specific gene expression in cultured hepatocytes. Biochem. Pharma. 62, 439-446 (2001).
