Summary

での採餌行動のためのシングル·フライアッセイ<em>ショウジョウバエ</em

Published: November 04, 2013
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Summary

このビデオの記事では、我々は大人のフルーツキイロショウジョウバエを飛んでの嗅覚に依存する食品の検索行動に空腹や満腹の効果を測定するための自動化されたアッセイを説明します

Abstract

多くの動物の場合は、飢餓は、適切な食料源の検索を容易にする方法で、嗅覚系の変化を促進する。このビデオの記事では、我々は大人のフルーツキイロショウジョウバエを飛んでの嗅覚に依存する食品の検索行動に空腹や満腹の効果を測定するための自動化されたアッセイを説明します。ショウジョウバエには見えない赤い光で照明光を通さない箱では、カスタムデータ収集ソフトウェアにリンクされたカメラは、同時に6ハエの位置を監視します。各ハエを中心に食品の匂いを含む個々の競技場の中を歩くに限定されている臭いの蓄積を防ぐために機能し、多孔性床に残りアレナステスト。臭気源、異なる生理学的状態の下で嗅覚感度を反映したメトリックを検索するレイテンシは、ソフトウェア分析により決定される。ここでは、この行動パラダイムを実行する重要な仕組みを議論し、フライLOADIに関する具体的な問題をカバーngの、臭気汚染、アッセイ温度、データ品質、および統計分析。

Introduction

食品の検索と食料消費1:飢餓の状態は欲求行動の2種類を推進しています。この単純な行動アッセイは、2,3採餌に関連する走化性行動の研究のために有用である。具体的には、食品の匂いターゲットを見つけるに飛ぶ位置、歩行速度と遅延を追跡します。食品所見のレイテンシは、その内部欲求状態の変化の下流フライ臭気検出システムの感度の変化を測定するための測定基準として機能する。このアッセイの説明書のバージョンは、以前はGABA-B受容体シグナル伝達が3ハエ成虫における臭気定位挙動にとって重要であることを示すために使用した。アッセイの現在の自動化されたバージョンはどのように短い神経ペプチド-F(sNPF)のシグナル伝達の研究に尽力したショウジョウバエの嗅覚マップの形状を変更し、影響が行動2を食欲。

試験は暗い、温度及び湿度制御された部屋で行われる。デジタル透明アクリルのテストプレートの上に設定されたビデオカメラは、660 nmのLED照明によりバックライトハエを追跡。カメラからの情報は、次の検査エリアに駐留するコンピュータによりリアルタイムで処理される。我々は、試験期間中にフライ位置の座標を記録して保存するデータ取得ソフトウェアを使用する。

このパラダイムでは、被写体が中央に食べ物の匂いが含まれているアリーナ中に放出され、臭気オブジェクトは、フライ食品の検索動作を誘導アリーナ内の食品のにおいのグラデーションを作成します。同じような匂い検索プロトコルは、単一のショウジョウバエの幼虫7における化学感覚の研究に向かって適用されている。このような4フィールドオルファクトメーター4,5またはT-迷路6など他の行動アッセイは、臭気嫌悪やアトラクションの行動を評価しながら、このパラダイムは、嗅覚感度および走化性行動を評価することが最も適しています。

いくつかの重要な利点は、このASSAに同行Y。データ収集と分析は主に自動化されているので、第一に、それは、大規模なデータセットの迅速な取得を可能にする。第二に、このアッセイは、単離するので、それらの挙動に影響を与え得る社会的嗅覚の手がかりを排除する、単一のハエの行動を測定する。第三に、プロトコルとシンプルな実験デザインのシンプルさは、アッセイが、効率的で他の人を教えることが簡単になります。

さらに、このアッセイは、さらに、 キイロショウジョウバエ 8で使用可能な大規模な遺伝的ツールキットと組み合わせることにより、食物探索行動の基礎となる神経回路をプローブするために使用することができる。無音またはするニューロンを興奮させることを目標と導入遺伝子の発現は、GAL4-UASシステムだけでなく、UAS-shibireのTS1、UAS-破傷風毒素、およびUAS-TRPA1(B)の導入遺伝子9月12日などのツールを用いて達成することができる。

Protocol

1。ハエ収集と飢餓 12時間の明/暗サイクルで制御された温度および湿度条件下で、実験後方ハエ( 例えば、21°C、相対湿度50〜60%)。 女性は羽化の日に飛ぶ収集し(最大30バイアル当たり)新しい食品バイアルに、4〜5人の男性と一緒に、それらを配置する。年齢は2〜5日飛ぶ。 フライ飢餓のための室を準備します。 空のプラスチックバイアルの底に、単一…

Representative Results

データ解析ソフトウェア及びレイアウトは、 図1に見られるその一例は、分析基準のセットに従って、その10分間の試験中に、各ハエの性能を評価するために使用される。以下の基準は、各ハエからのデータがデータ分析のために使用され、負傷、疾病、ストレス、または意欲の欠如のために、食品検索タスクが実行できないそれらのハエを排除するように設計されているかどう?…

Discussion

このプロトコルでは、食品の検索行動の分析のためのステップバイステップの手順を説明します。食品関連臭気に加えて、それはまた、他の臭気のオブジェクトを検索するハエの能力の研究のために適合させることができる。例えば、それは男性のハエ3におけるメイトローカリゼーション行動の研究に向かって適用してもよい、いくつかの追加の考慮事項は、我々は、この手順につ?…

Divulgazioni

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

この作品は、国立衛生研究所(R01DK092640)、国立科学財団(0920668)からJWWに研究助成金によって支えられている。

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

Riferimenti

  1. Dethier, V. G. . The hungry fly : a physiological study of the behavior associated with feeding. , (1976).
  2. 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).
  3. Root, C. M., et al. A presynaptic gain control mechanism fine-tunes olfactory behavior. Neuron. 59, 311-321 (2008).
  4. Semmelhack, J. L., Wang, J. W. Select Drosophila glomeruli mediate innate olfactory attraction and aversion. Nature. 459, 218-223 (2009).
  5. 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).
  6. Quinn, W. G., Harris, W. A., Benzer, S. Conditioned behavior in Drosophila melanogaster. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 71, 708-712 (1974).
  7. 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).
  8. 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).
  9. Hamada, F. N., et al. An internal thermal sensor controlling temperature preference in Drosophila. Nature. 454, 217-220 (2008).
  10. 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).
  11. 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).
  12. Brand, A. H., Perrimon, N. Targeted gene expression as a means of altering cell fates and generating dominant phenotypes. Development. 118, 401-415 (1993).
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Citazione di questo articolo
Zaninovich, O. A., Kim, S. M., Root, C. R., Green, D. S., Ko, K. I., Wang, J. W. A Single-fly Assay for Foraging Behavior in Drosophila. J. Vis. Exp. (81), e50801, doi:10.3791/50801 (2013).

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