Summary

में जब्ती की तरह गतिविधि का विश्लेषण और आंदोलन के लिए एक कम लागत वाली विधि<em> ड्रोसोफिला</em

Published: February 19, 2014
doi:

Summary

नि: शुल्क और सस्ती सॉफ्टवेयर प्रोग्राम के एक वेब कैमरा और एक संयोजन का उपयोग करना, ड्रोसोफिला मेलानोगास्टर में लोकोमोटिव पैटर्न गति, दूरी, और विभिन्न मोटर गतिविधियों के समय में अंतर का पता लगाने के लिए विश्लेषण किया जा सकता है.

Abstract

वीडियो ट्रैकिंग सिस्टम ड्रोसोफिला मेलानोगास्टर आंदोलन का विश्लेषण और लोकोमोटिव व्यवहार में विभिन्न असामान्यताओं का पता लगाने के लिए व्यापक रूप से इस्तेमाल किया गया है. इन प्रणालियों में व्यवहार में जानकारी का खजाना प्रदान कर सकते हैं, इन प्रणालियों की लागत और जटिलता कई प्रयोगशालाओं के लिए निषिद्ध किया जा सकता है. हम डी. मेलानोगास्टर में लोकोमोटिव व्यवहार और जब्ती आंदोलन को मापने के लिए एक कम लागत परख विकसित किया है. प्रणाली दूरी चले गए ट्रैक करने के लिए सस्ता और मुफ्त सॉफ्टवेयर का एक संयोजन का उपयोग कर कार्रवाई की जा सकती है कि छवियों पर कब्जा करने के लिए एक वेब कैम का उपयोग करता है, एक निर्धारित समय अवधि के दौरान आंदोलन और आंदोलन की अवधि के औसत वेग. इस प्रणाली की उपयोगिता प्रदर्शित करने के लिए, हम डी. के एक समूह के 3-10 गुना अधिक अतिसंवेदनशील जब्ती की तरह गतिविधि के लिए (SLA) जंगली प्रकार मक्खियों से हैं जो म्यूटेंट, बैंग के प्रति संवेदनशील (बी एस) paralytics, मेलानोगास्टर की जांच की. इस उपन्यास प्रणाली का उपयोग करना, हम पता लगाने में सक्षम थे कि बी एस mutanटी धमाके बेहोश (बीएसएस) जंगली प्रकार मक्खियों से एक उपन्यास वातावरण में खोजपूर्ण हरकत के निचले स्तर को दर्शाती है. इसके अलावा, सिस्टम सामान्यतः प्रकार द्वितीय मधुमेह के इलाज के लिए प्रयोग किया जाता है जो दवा मेटफार्मिन, बी एस म्यूटेंट में SLA की तीव्रता को कम कर देता है कि पहचान करने के लिए इस्तेमाल किया गया था.

Introduction

अपनी कम उम्र और उपलब्ध मजबूत आनुवंशिक उपकरण दिया, ड्रोसोफिला मेलानोगास्टर विभिन्न रोगों के एटियलजि और विभिन्न जैविक प्रक्रियाओं की अंतर्निहित फिजियोलॉजी की जांच के लिए एक शानदार मॉडल प्रणाली है. कई मामलों में, यह व्यवहार आनुवंशिक या औषधीय जोड़तोड़ इन मॉडल जीवों 1,2 में हरकत पर है कि प्रभाव को मापने के लिए फायदेमंद है.

सामान्यतः दो आयामों 3-7 में मक्खी आंदोलन को मापने के लिए किया जाता है कि तरीकों की एक किस्म है. इन प्रणालियों एक साथ कई मक्खियों की ट्रैकिंग का समर्थन कर सकते हैं और वेग, रिकॉर्ड पथ लंबाई मापने के लिए और एक मक्खी आगे बढ़ खर्च किया गया समय का प्रतिशत रिकॉर्ड कर सकते हैं. वे हरकत और मक्खी आंदोलन 6-9 की यौन द्विरूपी प्रकृति पर दवाओं के प्रभाव सहित संदर्भों की एक किस्म में आंदोलन का अध्ययन करने के लिए इस्तेमाल किया गया है. इन पद्धतियों में बड़ी खामी ट्रैकिंग व्यवस्था की लागत हैमंदिर या इसी सॉफ्टवेयर और कैमरा. कुछ मामलों में, यह डॉलर के हजारों में चला सकते हैं. लागत केवल एक नव पृथक उत्परिवर्ती की लोकोमोटिव पैटर्न बढ़ाता है, उदाहरण के लिए, एक ऐसी प्रणाली के सीमित उपयोग की आवश्यकता होगी कि एक प्रयोगशाला के लिए एक विशेष चिंता का विषय है.

एक सरल लेकिन कम मजबूत विधि रिकॉर्ड आंदोलन एक मक्खी एक बंद ट्यूब 10,11 के बीच में रख दिया गया है कि एक अवरक्त प्रकाश किरण पथ को पार कितने समय के आधार पर जो प्रणाली का उपयोग करने के लिए है. ऐसी प्रणालियों आंदोलन और नींद जगा चक्र पर बहुमूल्य जानकारी दे सकते हैं, वे वे मक्खी की वास्तविक पथ पर कब्जा करने में विफल से अधिक या अनुमान आंदोलन के तहत कर सकते हैं. अतिरिक्त उच्च संकल्प तरीकों इन सीमाओं को 12 कोशिश करते हैं और नाकाम करने के लिए इस्तेमाल किया गया है उदाहरण के लिए, ट्यूब के सिरों पर काफी आंदोलन प्रदर्शन है कि मक्खियों के रूप में कम आंदोलन को पंजीकृत करेंगे मक्खियों.

सरल और सस्ता अभी भी geotaxi उपाय है कि उपकरणों के चढ़ रहे हैंएस, एक ट्यूब या ट्यूब 2,13 की एक श्रृंखला के माध्यम से मक्खियों की ऊपर की गति. इस तरह की व्यवस्था कर रहे हैं सस्ते और आसानी से geotaxis दोषों की पहचान कर सकते हैं, वे जांचकर्ताओं के हित के लिए किया जाएगा कि आंदोलन के कई अन्य पहलुओं पर कब्जा करने में विफल.

कई प्रयोगशालाओं, सेट अप और संचालित करने के लिए डी. मेलानोगास्टर उपभेदों में व्यवहार मतभेद निस्र्पक के लिए एक लाभप्रद उपकरण होगा सरल है कि एक कम लागत मजबूत विश्लेषण प्रणाली के लिए. यहाँ हम कम से कम दो सौ डॉलर के लिए सेट अप और मक्खी आंदोलन की राह, वेग और अवधि के बारे में जानकारी देने के लिए सक्षम है किया जा सकता है कि एक परख का वर्णन. परख की प्रभावकारिता प्रदर्शित करने के लिए, हम यह पहचान करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता दिखा रहा है कि आंकड़ों को पेश; बरामदगी और दवा मेटफार्मिन का 2) की क्षमता, के लिए अतिसंवेदनशील है कि एक बैंग के प्रति संवेदनशील (बी एस) उत्परिवर्ती में 1) एक हरकत का दोष है जो आमतौर पर जब्ती की तरह गतिविधि (SLA) मैं की तीव्रता को कम करने के लिए, प्रकार द्वितीय मधुमेह के इलाज के लिए प्रयोग किया जाता हैn दो बी एस म्यूटेंट.

Protocol

1. एजेंट की तैयारी हरकत परख के लिए मक्खियों स्थानांतरण धीरे व्यक्ति खाली शीशियों में दोहन और एक कपास प्लग के साथ शीशियों टोपी द्वारा मक्खियों. मक्खियों अवलोकन के पहले अबाधित 20-30 मिनट बैठने की अनुमति…

Representative Results

यहाँ वर्णित तकनीक ड्रोसोफिला बी एस म्यूटेंट 1 में SLA में अंतर का विश्लेषण करने के लिए पहले से इस्तेमाल किया गया है. यहाँ प्रस्तुत परिणामों आसानी से हैरान बी एस उपभेदों (ईएएस), बैंग बेहोश (बीएस?…

Discussion

ड्रोसोफिला में हरकत या आंदोलन पैटर्न की जांच करते हैं, तो यह दूरी की यात्रा के बारे में जानकारी, आंदोलन का वेग और आंदोलन के पैटर्न को निकालने के लिए सक्षम होने के लिए उपयोगी है. इस जानकारी को निकालने ?…

Divulgaciones

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

लेखकों को भी ठीक ट्यूनिंग अपने काम में इस परख के लिए क्रिस बर्नर, स्टीफन McKinney, लौरा टोबिन, जेनी Gilbreath, एशले Olley, मेगन Hoffer, और मेगन हाइड करने के लिए धन्यवाद व्यक्त करना चाहते हैं.

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

  1. Stone, B., Evans, L., Coleman, J., Kuebler, D. Genetic and pharmacological manipulations that alter metabolism suppress seizure-like activity in. 1496, 94-103 (2013).
  2. Benzer, S. Behavioral mutants of Drosophila isolated by countercurrent distribution. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 58, 1112-1119 (1967).
  3. Slawson, J. B., Kim, E. Z., Griffith, L. C. High-Resolution Video Tracking of Locomotion in Adult Drosophila melanogaster. J. Vis. Exp. (24), (2009).
  4. 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).
  5. 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).
  6. 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).
  7. 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).
  8. Martin, J. R. A portrait of locomotor behaviour in Drosophila determined by a video-tracking paradigm. Behav. Processes. 67, 207-219 (2004).
  9. 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).
  10. 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).
  11. 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).
  12. 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).
  13. 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).
  14. 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).
  15. 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).
  16. 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).
  17. 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).
  18. Hardie, D. G. Role of AMP-activated protein kinase in the metabolic syndrome and in heart disease. FEBS Lett. 582, 81-89 (2008).
  19. 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).

Play Video

Citar este artículo
Stone, B., Burke, B., Pathakamuri, J., Coleman, J., Kuebler, D. A Low-cost Method for Analyzing Seizure-like Activity and Movement in Drosophila. J. Vis. Exp. (84), e51460, doi:10.3791/51460 (2014).

View Video