Misurazione e l'alterazione di accoppiamento Drive a Maschio<em> Drosophila melanogaster</em
Summary
Questo articolo descrive un test comportamentale che utilizza unità di accoppiamento maschio in Drosophila melanogaste R per studiare la motivazione. Utilizzando questo metodo, i ricercatori possono utilizzare mosca avanzate tecniche neurogenetiche per scoprire i meccanismi genetici, molecolari e cellulari che sono alla base questa motivazione.
Abstract
Nonostante decenni di ricerca, le basi neuronali e molecolari degli stati motivazionali rimangono misteriose. Abbiamo recentemente sviluppato un nuovo, riduzionista, e il sistema scalabile per un'indagine approfondita della motivazione utilizzando l'unità di accoppiamento del maschio Drosophila melanogaster (Drosophila), i metodi per la quale abbiamo dettaglio qui. Il paradigma comportamentale centra sulla constatazione che l'unità di accoppiamento maschio diminuisce la fertilità a fianco nel corso di accoppiamenti ripetuti e recupera oltre ~ 3 d. In questo sistema, gli strumenti potenti neurogenetici disponibili nei fly convergono con l'accessibilità genetica e schema elettrico putativo disponibile per comportamento sessuale. Questa convergenza consente un rapido isolamento e l'interrogatorio di piccole popolazioni neuronali con specifiche funzioni motivazionali. Qui si dettaglio la progettazione e l'esecuzione del test sazietà che viene utilizzato per misurare e modificare la motivazione di corteggiamento nel moscerino maschio. l'utilizzo di questotest, abbiamo anche dimostrato che rasoterra accoppiamento maschio può essere superata attraverso la stimolazione dei neuroni dopaminergici. Il saggio sazietà è semplice, economico e robusto per le influenze di background genetico. Ci aspettiamo che il saggio di sazietà per generare molte nuove intuizioni nella neurobiologia degli stati motivazionali.
Introduction
Il lavoro in Drosophila ha fornito una visione profonda e pionieristico in molti fenomeni biologici, compresa la natura del gene 1, i principi dello sviluppo embrionale 2, ritmi circadiani 3, e lo sviluppo e il cablaggio del sistema nervoso 4, 5, 6. La motivazione resta molto meno ben compreso che questi fenomeni, forse a causa delle limitazioni sui sistemi che sono stati studiati finora. La motivazione e la mosca è studiato principalmente nel contesto della fame, che presenta molte sfide a causa della loro irrisorio assunzione di cibo per attacco di alimentazione e di esoscheletro che esclude i segni evidenti di deposizione di grasso. Di conseguenza, vi è la necessità di ampliare i sistemi utilizzati per studiare motivazione in volo.
Descriviamo un quadro comportamentale per lo studio di azionamento accoppiamento inDrosophila. Questo sistema sfrutta gli strumenti neurogenetic in volo e l'accessibilità 7, 8, 9, 10, 11, 12 e la connettoma putativo del suo circuito dimorfismo sessuale 8, 13. Inoltre, gran parte della innata 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21 e ho imparato 22, 23, 24 circuiti senso-motorio che controlla il corteggiamento è stato elaborato in dettaglio, offrendo una rara opportunitàper individuare il nodo circuitale esatta su cui incide motivazione. Abbiamo recentemente riportato che, nel volo, come negli esseri umani, i livelli di dopamina sono fondamentali per unità di accoppiamento 25, 26, 27. Abbiamo ottenuto l'accesso genetica al relativo dettagliata a livello di circuito molecular- e che producono la dopamina e la ricezione di neuroni al volo, facilitando l'analisi di questo fenomeno conservato utilizzando i saggi che descriviamo qui 25.
Aggiungiamo ai test comportamentali nei Zhang et al. 25 una nuova arena comportamentale piatta che permette di video di punteggio, che noi chiamiamo un test di sazietà a 2 dimensioni (2-D), un importante miglioramento rispetto ai metodi precedenti. Di conseguenza, il nuovo saggio è più scalabile e quantificabile e quindi più adatto per schermi genetiche di geni e neuroni coinvolti nella motivazione. Usiamo questo nuovo test, insieme a saggi di corteggiamento e neurogemanipolazioni tiche, per dimostrare come misurare e modificare unità di accoppiamento in volo.
Protocol
Representative Results
Discussion
Stati motivazionali possono essere saziati, mantenuti e recuperati 34. Vi presentiamo un test sazietà 2-D che misura in modo rapido e robusto tutti questi aspetti di accoppiamento auto in tempo reale. Questo test apre la possibilità di utilizzare mosca advanced manipolazioni genetiche per studiare le componenti molecolari e circuitali di un comportamento motivato.
Il test si basa sulla capacità di sazietà del maschio in tribunale con successo e copulare, e di inte…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
The authors thank Mike Crickmore, Dragana Rogulja, and Michelle Frank for comments on the manuscript. Pavel Gorelik provided technical support for manufacturing the behavioral arenas. This work was conducted in Mike Crickmore’s lab and is also supported by the Whitehall Foundation (Principal Investigator: Dragana Rogulja). S.X.Z. is a Stuart H.Q. and Victoria Quan Fellow at Harvard Medical School.
Materials
| 1/16 inch clear acrylic | McMaster-Carr | 8589K12 | Used to make arenas; see Supplemental Material 1 for designs. |
| 1/8 inch clear acrylic | McMaster-Carr | 8589K42 | Used to make arenas; see Supplemental Material 1 for designs. |
| 3/16 inch clear acrylic | McMaster-Carr | 8560K219 | Used to make arenas; see Supplemental Material 1 for designs. |
| 1/32 inch black delrin | McMaster-Carr | 8575K132 | Used to make arenas; see Supplemental Material 1 for designs. |
| Hex screws, 1 inch long (50x) | McMaster-Carr | 92314A115 | Used to make arenas. Can be replaced by 3/4 inch screws (92314A113, McMaster-Carr) for 32-chamber arenas. |
| Thumb nuts (25x) | McMaster-Carr | 92741A100 | Used to make arenas. Can be replaced by regular hex nuts (90480A005, McMaster-Carr). |
| Camcorder | Canon | Vixia HF R700 | Can be replaced by any consumer comcorder. |
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