Kwantificering van Drosophila Grooming Gedrag

Grooming in Drosophila melanogaster ( D. melanogaster ) is een robuust aangeboren gedrag dat de coördinatie van meerdere onafhankelijke motorprogramma's omvat ¹ . Fruitvliegen reinigen hun lichamen van stof, microben en andere pathogenen die de normale fysiologische functie zoals visie en vlucht kunnen belemmeren, of leiden tot significante immuunuitdagingen. Bij het detecteren en reageren op zowel mechanische ² als immuunactivering ³ vliegen vliegen herhaaldelijk hun benen samen of op een gericht lichaamsgebied totdat het voldoende schoon is en de verzorging vordert naar een ander deel van het lichaam. Vliegen verrichten verzorgingsbewegingen in verschillende uitingen die grotendeels voorkomen in stereotype patronen ^{1 , 4} . Een gedragshiërarchie wordt zichtbaar aangezien de verzorgingssignalen voorrang hebben. Circuits en patronen van de activiteit zijn geïdentificeerd in ondersteuning oFa model dat verzorgingsprogramma's bovenaan de hiërarchie eerst voorkomen en parallelle signalen onderdrukken van gebieden van het lichaam dat later worden verzorgd ⁵ . Hoogste prioriteit wordt gegeven aan het hoofd, dan de buik, de vleugels en tenslotte de thorax ⁵ .

Het verzorgingsprogramma in D. melanogaster is een ideaal systeem voor het bestuderen van neurale schakelingen, modulerende moleculaire signalen en neurotransmitters. Bijvoorbeeld, compromis van neurofibromine functie ⁶ , verlies van Drosophila fragiel X mentale retardatieproteïne ( dfmr1 ) ⁷ en blootstelling aan bisfenol A (BPA) ⁸ veroorzaken alles overmatige verzorging en ander gedrag dat analoog is aan discrete menselijke symptomen van neurofibromatose, fragiele X Syndroom, en aspecten van autismespektrum stoornissen en respectievelijk Aandacht-Deficit Hyperactivity Disorder (ADHD). Grooming gedrag kan ook habitua zijnTed differentieel over mutante stammen ² , lenend dit motorprogramma aan studies van gedragsplasticiteit. De breedte van neurologische verschijnselen die door Drosophila kunnen worden gemodelleerd, vraagt ​​een nieuwe vergelijkende aanpak om de vliegen te kunnen bepalen om zelf te groomeren.

De gecombineerde werking van vesiculaire monoamine transporters en de relatieve overvloed aan dopamine en andere biogene aminen in het lichaam is aangetoond dat het vruchtenvliegverzorgingsgedrag ^{9 , 10} bemiddelt. Octopamine en dopamine stimuleren vergelijkbare hindleg grooming activiteit in decapitated vliegen, terwijl tyramine, de voorloper van octopamine, ook in mindere mate verzorgt ⁷ . Vier dopamine receptoren zijn geïdentificeerd in D. melanogaster ^{11 , 12 , 13 , 14} </sup>. Door gebruik te maken van de in dit protocol beschreven verzorgingsmethode, hebben we een rol vastgesteld voor de Dopamine Receptor DopR ( DopR, dDA1, dom ) van type I-familie in het achterliggende verzorgingsgedrag ¹⁵ .

Grooming kan indirect gekwantificeerd worden door te kijken naar de mate van hygiëne waarmee een dier volledig kan versieren nadat het hele lichaam met een markeringsverf of fluorescerende stof ^{5 , 16 is gedroogd} . De rest van het stof dat op het lichaam ligt, kan als relatieve marker voor het algemene gedrag worden gebruikt. Stofvliegen na het krijgen van voldoende tijd om te bruidegom, kan een specifiek tekort in het verzorgingsgedrag manifesteren. Als verzorgingsonderzoeken uitgebreider zijn, hebben protocollen dergelijke praktijken ingebracht als decapitatie om farmacologische behandelingen op de nekbinding zenuwen toe te voegen ¹⁰ , tactiele stimulatie van borstels om de verzorgingsrespons ^{2 op} te wekken,En video-opname van gedrag ¹⁵ . Directe waarneming van verzorging kan gemakkelijk worden bestudeerd met behulp van visuele observatie en handmatig registreren van de frequentie en de duur van specifieke verzorgingsgebeurtenissen ⁴ .

We hebben een vijftien goed verzorgingskamer ontworpen die met een 3D-printer of lasersnijder kan worden geconstrueerd, en de blauwdrukontwerpen zijn beschikbaar voor reproductie ¹⁵ . Het ontwerp maakt gebruik van twee gecombineerde centrale platen met openingen die zijn aangepast en gescheiden door mazen en twee extra schuif- en onderplaten, waarvan respectievelijk vliegen en / of kleurstof zijn geladen. Nadat we de stoffige vliegen tijd hebben om te verzorgen, plaatsen we ze in ethanol om de kleurstof te oplossen en de absorptie van deze oplossing te meten op de golflengte van de kleurstof. Een plaatlezer kan gebruikt worden voor meerdere parallelle monsters of een afzonderlijke-lezen spectrofotometer kan voor individuele monsters worden gebruikt. Deze methode minimaliseert de fout veroorzaakt door handelen en alLaagtepunten voor grooming assays worden uitgevoerd op een kleinere, kostenefficiënte schaal. Deze methode is afgeleid en gemodificeerd uit de methoden die door Julie Simpson en Andrew Seeds worden gepresteerd, die grotere verzorgingskamers gebruiken met verwarmingselementen voor temperatuurgevoelige circuitmanipulaties ⁵ . Het volgende protocol toont de kwantificering van de verzorging van het hele lichaam en toont alternatieve methoden voor het kwantificeren van kleurstofopbouw op individuele lichaamsdelen. We presenteren ook steekproefvergelijkingsgegevens tussen WT- en DopR- mutanten, evenals methoden voor het berekenen van een eenvoudige prestatie-index voor verzorgingsgedrag.