Одно-муха Анализ на нагула поведения в<em> Дрозофилы</em
Summary
В этом видео статье мы опишем автоматизированную анализа для измерения эффекта голода или сытости на обонятельной зависимого поведения поиска пищи во взрослом плодовой мушки дрозофилы.
Abstract
Для многих животных, голод способствует изменения в обонятельной системы таким образом, чтобы облегчает поиск соответствующих источников питания. В этом видео статье мы опишем автоматизированную анализа для измерения эффекта голода или сытости на обонятельной зависимого поведения поиска пищи во взрослом плодовой мушки дрозофилы. В светонепроницаемый ящик освещенной красным светом, который невидим для плодовых мушек, камера связана с программным обеспечением пользовательские сбора данных контролирует положение шести мух одновременно. Каждый муха ограничивается ходить в отдельных сферах, содержащих запах пищи в центре. Испытуемые арен отдыхать на пористой этаже, который функционирует, чтобы предотвратить накопление запах. Задержка найти источник запаха, метрику, которая отражает обонятельный чувствительность при различных физиологических состояниях, определяется путем анализа программного обеспечения. Здесь мы рассмотрим критические механику работает этот поведенческий парадигму и охватывают конкретные вопросы, касающиеся лету loadiнг, загрязнение запах, температура анализ, качество данных и статистического анализа.
Introduction
Штаты голода способствовать два типа аппетитивной поведения: поиска пищи и потребления продуктов питания 1. Эта простая поведенческая анализ является полезным для изучения хемотаксических поведения, связанных с нагула 2,3. В частности, он отслеживает положение летать, скорость ходьбы и задержки в поиске цели пищевого запаха. Задержка обретения пищевой служит показателем для измерения изменений в чувствительности запаха системы обнаружения мухи вниз по течению от изменений в его внутренней аппетитивной государства. Руководство версия данного анализа ранее был использован, чтобы показать сигнализации рецепторов ГАМК-Б имеет важное значение для поведения локализации запах у взрослых мух 3. Нынешний автоматизированный вариант анализа сыграл важную роль в изучении, как коротка нейропептида-F (sNPF) сигнализации перекраивает обонятельный карту у дрозофилы и влияет аппетитивной поведения 2.
Тестирование проводится в темном, контролируемой температурой и влажностью помещения. Цифровойвидеокамеры, установленные над Прозрачный акриловый тестирования пластин отслеживать мух подсветкой, 660-нм светодиодной подсветкой. Информация от камеры обрабатывается в режиме реального времени с помощью компьютера, размещенных рядом с областью тестирования. Мы используем программное обеспечение сбора данных для записи и сохранить координаты лету позиций в период тестирования.
В этой парадигме субъект освобождается в арену, которая содержит запах пищи в центре; объект запах создает продовольственную запах градиент внутри арены, которая вызывает пищевое поведение поиска в лету. Аналогичный протокол Поиск запах был применен к изучению chemosensation в одной личинок дрозофилы 7. В то время как другие поведенческие тесты, такие как четыре поля ольфактометра 4,5 или трет-лабиринт 6 оценить запах отвращение или достопримечательность поведения, эта парадигма лучше всего подходит для оценки обонятельных чувствительности и хемотаксиса поведения.
Несколько ключевых преимущества сопровождать этот ASSAу. Во-первых, он позволяет быстро приобретение больших наборов данных, поскольку сбор и анализ данных в основном автоматизированы. Во-вторых, этот анализ изолятов и измеряет поведение отдельных мух, тем самым устраняя социальные обонятельные сигналы, которые могут повлиять на их поведение. В-третьих, простота протокола и простой эксперимента сделать анализ эффективной и простой, чтобы учить других.
Кроме того, этот анализ может быть использован для дальнейшего исследовать нейронные цепи, лежащие в основе пищевое поведение поиска, комбинируя его с обширной генетической инструментария, доступной для дрозофилы 8. Целевые выражение трансгенов, что молчание или возбуждают нейроны могут быть достигнуты с помощью инструментов, таких, как системы GAL4-UAS, а также UAS-shibire ts1, UAS-столбняка-токсина, и UAS-TRPA1 (B) трансгенов 9-12.
Protocol
Representative Results
Discussion
В этом протоколе, мы описываем процедуру шаг за шагом для поиска пищи поведения анализа. В дополнение к еде, связанных с запахами, он также может быть приспособлен для изучения способности мухи, чтобы найти другие объекты запах. Например, она может быть применена к изучению поведения ло?…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Эта работа была поддержана исследовательских грантов JWW из Национального института здоровья (R01DK092640) и Национального научного фонда (0920668).
Materials
| Name of Reagent/Material | Company | Catalog Number | Comments |
| Apple Cider Vinegar | Spectrum | commercially available | |
| Agarose, Type VII | Sigma-Aldrich | A0701 | low gelling temperature agarose |
| Acrylic Testing Plate | custom | Plate contains 6 arenas. Each arena is 60 mm in diameter 6 mm in height. See testing plate diagrams for specific measurements. | |
| LabVIEW V.8.5 | National Instruments | 776670-09 | platform for programs: PositioningTool.vi, FlyTracking–Six Zones.vi NOTE: "elapsed time.vi", "time into file.vi", and "two object detect.vi" are included subroutines that must be available in order for the main data acquisition program "FlyTracking–Six zones.vi" to run. |
| LabVIEW Vision 8.5 | |||
| LabVIEW Vision Acquisition Software 8.5 | |||
| LabVIEW Vision Builder AI 3.5 | |||
| Igor Pro V.6 | Wavemetric, Inc. | platform for macro: Data Analysis for Fly Tracking–Six Zones | |
| Basler scA1390-17fm | National Instruments | 779980-01 | Digital Camera NOTE: driver for camera available at Baslerweb.com |
| 8 mm lens | National Instruments | 780024-01 | Lens for Basler Digital Camera |
| Ground Glass Diffuser Plate | Edmund Optics | custom | Diffuses light, 25 cm x 30 cm |
| US Std. No. 100 | Fischer Scientific | 04-881X | Sieve with nominal opening of 150 μm |
| Lighting Option 1 | |||
| LED backlight 660 nm (20 cm x 20 cm) | Spectra West | BL47192 | a simpler but more expensive lighting option. |
| Power Supply for LED Backlight | Spectra West | ||
| Lighting Option 2 | |||
| 660 nm LEDs | Superbrightleds | RL5R1330 | Wavelength 660 nm (approximately 7 x 7 LED array for a 14.7 inch x 9.75 inch panel) |
| Linear DC Power Supply | GW Instek | GPS-1830D | Power supply for LED Panel |
| Solderless Breadboard | Digikey | 922354-ND | Breadboard for LEDs |
References
- Dethier, V. G. . The hungry fly : a physiological study of the behavior associated with feeding. , (1976).
- Root, C. M., Ko, K. I., Jafari, A., Wang, J. W. Presynaptic facilitation by neuropeptide signaling mediates odor-driven food search. Cell. 145, 133-144 (2011).
- Root, C. M., et al. A presynaptic gain control mechanism fine-tunes olfactory behavior. Neuron. 59, 311-321 (2008).
- Semmelhack, J. L., Wang, J. W. Select Drosophila glomeruli mediate innate olfactory attraction and aversion. Nature. 459, 218-223 (2009).
- Faucher, C., Forstreuter, M., Hilker, M., de Bruyne, M. Behavioral responses of Drosophila to biogenic levels of carbon dioxide depend on life-stage, sex and olfactory context. J. Exp. Biol. 209, 2739-2748 (2006).
- Quinn, W. G., Harris, W. A., Benzer, S. Conditioned behavior in Drosophila melanogaster. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 71, 708-712 (1974).
- Fishilevich, E., Domingos, A. I., Asahina, K., Naef, F., Vosshall, L. B., Louis, M. Chemotaxis behavior mediated by single larval olfactory neurons in Drosophila. Curr. Biol. 15, 2086-2096 (2005).
- Venken, K. J., Simpson, J. H., Bellen, H. J. Genetic manipulation of genes and cells in the nervous system of the fruit fly. Neuron. 72, 202-230 (2011).
- Hamada, F. N., et al. An internal thermal sensor controlling temperature preference in Drosophila. Nature. 454, 217-220 (2008).
- Kitamoto, T. Conditional modification of behavior in Drosophila by targeted expression of a temperature-sensitive shibire allele in defined neurons. J. Neurobiol. 47, 81-92 (2001).
- Sweeney, S. T., Broadie, K., Keane, J., Niemann, H., O’Kane, C. J. Targeted expression of tetanus toxin light chain in Drosophila specifically eliminates synaptic transmission and causes behavioral defects. Neuron. 14, 341-351 (1995).
- Brand, A. H., Perrimon, N. Targeted gene expression as a means of altering cell fates and generating dominant phenotypes. Development. 118, 401-415 (1993).
