Condizioni che influiscono spazio sociale in<em> Drosophila melanogaster</em
Summary
The effect of genes and environment on social space of Drosophila melanogaster can be quantified through a powerful but straightforward analytical paradigm. We show here different factors that can affect this social space, and thus need to be taken into consideration when designing experiments in this paradigm.
Abstract
Il test spazio sociale qui descritto può essere utilizzato per quantificare le interazioni sociali di Drosophila melanogaste r – o di altri piccoli insetti – in modo semplice. Come abbiamo precedentemente dimostrato 1, in una camera a due dimensioni, abbiamo prima forza linea per formare un gruppo compatto, successivamente consentendo loro di loro distanza preferito l'uno dall'altro. Dopo che le mosche si sono stabiliti, si misura la distanza dal vicino più prossimo (o spazio sociale), l'elaborazione di un quadro statico con il software online gratuito (ImageJ). L'analisi della distanza del vicino più prossimo permette ai ricercatori di determinare gli effetti di fattori genetici e ambientali sulla interazione sociale, mentre il controllo di potenziali fattori di confondimento. Diversi fattori quali la capacità di arrampicata, l'ora del giorno, il sesso, e il numero di mosche, possono modificare la spaziatura sociale di mosche. Ci proponiamo quindi una serie di controlli sperimentali per mitigare questi effetti confondenti. Questo test puòessere utilizzato per almeno due scopi. In primo luogo, i ricercatori possono determinare in che modo il loro turno ambientale preferito (come l'isolamento, la temperatura, lo stress o tossine) avrà un impatto sociale, spaziatura 1,2. In secondo luogo, i ricercatori possono sezionare le basi genetiche e neurali di questa forma di base del comportamento sociale 1,3. In particolare, abbiamo usato come uno strumento diagnostico per studiare il ruolo dei geni ortologhi si ritiene siano coinvolti nel comportamento sociale in altri organismi, come i geni candidati per l'autismo negli esseri umani 4.
Introduction
Le interazioni sociali sono fondamentali per il corretto sviluppo e la salute degli individui all'interno di un gruppo nel suo insieme, e possono essere osservati tra le numerose specie, dagli esseri umani (Homo sapiens) a organismi più semplici come i moscerini della frutta (Drosophila melanogaster) 5,6. Un individuo moscerino della frutta o di condivisione umana mezzi comuni per elaborare le informazioni sensoriali durante queste interazioni, che si tratti di: uditiva, visiva, olfattiva, tattile o gustation. Noi e gli altri ipotizzare che ci sia un neurocircuitry potenzialmente condivisa sottostante risposte comportamentali alle interazioni sociali, e che le cellule neuronali e geni coinvolti potrebbe essere evolutivo conservati 7. Una volta che si è verificato l'interazione iniziale, lo spazio sociale tra gli individui interagenti sarà o aumento (evitamento sociale 8) o diminuire (formazione di gruppi / aggregazione 5). Interazioni più complesse, come l'aggressività o di corteggiamento, possono quindi prendere posto.
<p class = "jove_content"> Né strumenti e metodi sofisticati, né grandi investimenti in tempo e la formazione sono necessari per quantificare questo semplice forma di comportamento sociale, rendendolo un potente strumento analitico. Qui, spieghiamo un protocollo semplice che quantifica la distanza inter-fly, o spazio sociale, per valutare l'interazione sociale in gruppi stabili di Drosophila melanogaster, usati nei seguenti studi 1-4,9. Spazio sociale si riferisce ad una misura della distanza tra una mosca e il suo vicino più vicino 10. Spazio sociale è coerente per una data popolazione di D. melanogaster quando le condizioni sperimentali sono conservati (in media circa in 1-2 lunghezze corpo), e varia rispetto alla esperienza sociale di linea, aumentando se l'individuo è stato tenuto in isolamento 1. La corretta visione è necessario per mantenere normale la distanza sociale, ma non odoranti classiche o percezione CVA 1. Misura dello spazio sociale può quindi essereutilizzato come strumento diagnostico per analizzare le interazioni sociali e quantificare il comportamento sociale di D. melanogaster 1. Descriviamo qui in dettaglio come eseguire questa quantificazione, e in che misura variabili sperimentali comuni influenzano questo comportamento.Si dimostra che l'orientamento della camera in cui viene eseguito il test, così come il numero di mosche – in misura – fare colpisce spazio sociale. E 'stato precedentemente dimostrato che la geometria della camera colpisce spontaneo movimento esplorativo di mosche 11,12, e questo fenomeno potrebbe in ultima analisi, avere un impatto in cui decidono di stabilirsi. Tuttavia, finché la densità mosca (fly / cm 2) e l'orientamento della camera è mantenuta la stessa, lo spazio sociale della linea rimane costante. La robustezza di questo test è illustrata dal fatto che laboratori indipendenti utilizzando diverse dimensioni della camera, la forma e l'orientamento in grado di replicare il risultato visualizzato dal mutanti del whgene ite (che colpisce pigmentazione dell'occhio), che è uno spazio sociale incremento (triangolo verticale o cerchio orizzontale di 1, piazza orizzontale con flusso d'aria in 3).
I nostri risultati indicano anche che mantenere il momento in cui viene eseguito l'esperimento spazio sociale è fondamentale per la coerenza dei risultati, come abbiamo dimostrato che i maschi, ma non le femmine, sono più distanti la sera. Tuttavia, le differenze tra le viste diurne e serali ore non sono dovute a differenze di attività di linea, e discutiamo argomenti che indicano che i livelli di attività non sono correlati con lo spazio sociale.
Infine, ci sono basi genetiche alla determinazione dello spazio sociale, come indicato dal mutante bianco già descritto 1,3, e le differenze tra i vari ceppi inbred e catturati in natura di mosche che vi presentiamo qui.
Pertanto, questo test rappresenta un eccellente strumento fo studiare gli effetti della genetica e fattori ambientali.
Protocol
Representative Results
Discussion
In questo protocollo, una procedura dettagliata per la quantificazione dello spazio sociale è stato descritto. Alcuni passi cruciali per garantire l'esperimento è successo sono: 1) usare sempre i guanti durante la pulizia e messa in opera dell'apparecchiatura, per mantenere i propri oli e profumi fuori dalla camera interna dell'apparato, 2) garantire le mosche sono raccolti almeno un giorno prima l'esperimento per ridurre gli effetti potenziali di anestesia freddo, 3) 2 ore prima dell'esperimento f…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
The authors want to thank Dr. Tadmiri Venkatesh for his encouragement to prepare this manuscript, Dova Brenman and Selwyn Chui for their constructive comments, Elyssa Burg and Wayne Rasband for designing the macro in ImageJ for all interfly distances and for nearest neighbor distances. The authors also want to thank the reviewers for their constructive comments.
A.A.A, M.C.C. and A.F.S were responsible for research design; S.N.J., A.A.A, M.N., Z.R., and A.J.M. performed the experiments. A.A.A, M.N., A.J.M. and M.C.C and A.F.S. analyzed the data; A.R.M. and A.F.S. wrote the manuscript.
This work was supported by PSC-CUNY research awards, jointly funded by The Professional Staff Congress and The City University of New York to A.F.S.; by internal funding from Western University to A.F.S.; by a Mathematics, Biology, Chemistry, and Geology majors scholarship for teachers-in-training and by a Louis Stokes Alliance for Minority Participation scholarship to A.A.A.
Materials
| Stereo Zoom Microscope | Nikon | SMZ-645 | Any other standard scope for fly handling would work |
| Small paint brushes | for pushing flies | ||
| Jazz-mix | Fisher | 33545 | any other standard drosophila food would work |
| Mini-Alarm Timer/Stopwatch | |||
| Sharpie pens | |||
| Adhesive Tape | |||
| Medium size binder clips | Staples | to hold the chambers together: 1-1/4" (32mm) medium clips with 5/8" capacity | |
| small SupportStands | Carolina | 707161 | to hold the chambers in a vertical orientation |
| Buret clamps | Carolina | 707362 | |
| Digital Camera | Nikon | Coolpix S8000 | to take the still pictures |
| small ruler | to be able to scale the picture | ||
| trifold board and white bench cover | to provide a white background, and a homogeneous light. | ||
| pounding pad | any mouse pad works. | ||
| Prism 6 | GraphPad Software Inc. | Prism 6 for Mac OS X | Any statistical analysis software with t-test, one-way and two ANOVA would work |
Riferimenti
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