Quantificazione del comportamento del grooming di Drosophila

Il grooming in Drosophila melanogaster ( D. melanogaster ) è un comportamento robusto innato che coinvolge il coordinamento di più programmi motori indipendenti ¹ . I frutti volano puliscono i loro corpi di polvere, microbi e altri agenti patogeni che potrebbero inibire la normale funzione fisiologica, come la vista e il volo, o portare a importanti sfide immunitarie. Nel rilevare e reagire sia all'attivazione meccanica ² che all'immunizzazione ³ , le mosche si ripetono a strofinare le gambe insieme o su una regione corporea mirata fino a quando non è sufficientemente pulita e il grooming progredisce in un'altra parte del corpo. Le mosche svolgono movimenti di governare in attacchi distinti che in gran parte si verificano nei modelli stereotipati ^{1 , 4} . Una gerarchia comportamentale diventa evidente come i segnali di governare sono prioritizzati. Circuiti e modelli di attività sono stati identificati in supporto oFa il modello che i programmi di grooming in cima alla gerarchia si verificano in primo luogo e sopprimono i segnali paralleli da aree del corpo che vengono curate in seguito ⁵ . La massima priorità è data alla testa, poi all'addome, alle ali e infine al torace ⁵ .

Il programma di grooming in D. melanogaster è un sistema ideale per studiare circuiti neurali, segnali molecolari modulatori e neurotrasmettitori. Ad esempio, il compromesso della funzione neurofibromina ⁶ , la perdita della proteina Drosophila fragile X retardazione mentale ( dfmr1 ) ⁷ e l'esposizione a bisfenolo A (BPA) ⁸ provocano eccessivi trattamenti e altri comportamenti analoghi ai sintomi umani discreti di neurofibromatosi, fragili X Sindrome e aspetti dei disordini dello spettro autistico e disordine di iperattività (ADHD). Il comportamento di grooming può anche essere habituaTed differenzialmente attraverso i ceppi mutanti ² , prestando questo programma motore a studi di plasticità comportamentale. L'ampiezza dei fenomeni neurologici che può essere modellata da Drosophila richiede un nuovo approccio comparativo per misurare la capacità delle mosche di sposarsi.

Si è dimostrato che l'azione combinata di trasportatori di monoammina vescicolare e la relativa abbondanza di dopamina e di altre ammine biogene nel corpo sono in grado di mediare il comportamento della volatili da frutta ^{9 , 10} . L'ottopamina e la dopamina stimolano un'attività comparativa di regolazione del collo posteriore nelle mosche decapitate, mentre la tiramina, precursore della ottopamina, innesca anche un grooming in misura minore ⁷ . Quattro recettori della dopamina sono stati identificati in D. melanogaster ^{11 , 12 , 13 , 14} </sup>. Utilizzando il metodo di analisi di grooming descritto in questo protocollo, abbiamo determinato un ruolo per il tipo D di Dopamine Receptor DopR ( DopR, dDA1, dumb ) nel comportamento pastorale ¹⁵ .

Il grooming può essere quantificato indirettamente guardando l'estensione della pulizia con cui un animale può spogliarsi completamente dopo aver spolverato tutto il corpo con un colorante marcatore o una polvere fluorescente ^{5 , 16} . Il resto della polvere lasciato sul corpo può essere utilizzato come marcatore relativo per il comportamento complessivo. Dusty vola dopo essere stato dato tempo sufficiente per lo sposo può manifestare un deficit specifico nel comportamento grooming. Mentre le indagini di cura sono diventate più estese, i protocolli hanno incorporato tali pratiche come la decapitazione per aggiungere trattamenti farmacologici sui nervi connettivi del collo ¹⁰ , stimolazione tattile delle setole per ottenere la risposta di grooming ² ,E la registrazione video del comportamento ¹⁵ . L'osservazione diretta del grooming può essere facilmente studiata utilizzando l'osservazione visiva e registrando manualmente la frequenza e la durata di eventi specifici di grooming ⁴ .

Abbiamo progettato una camera da 15 grosse dimensioni che può essere costruita con una stampante 3D o una taglierina laser e i disegni dei modelli sono disponibili per la riproduzione ¹⁵ . Il disegno utilizza due piastre centrali unite con aperture abbinate e separate da maglie e due piastre superiore e inferiore di scorrimento aggiuntive, da cui sono caricate rispettivamente mosche e / o tinture. Dopo aver lasciato alle spalle le mosche spolverate, lo depositi in etanolo per solubilizzare il colorante e misurare l'assorbanza di questa soluzione alla lunghezza d'onda del colorante. Un lettore di piastre può essere utilizzato per campioni multipli paralleli o uno spettrofotometro a singolo lettura può essere utilizzato per campioni individuali. Questo metodo minimizza l'errore indotto dalla manipolazione e alI bassi per i test di cura da eseguire su una scala più economica ed economica. Questo metodo è derivato e modificato dai metodi precedenti da Julie Simpson e Andrew Seeds, che utilizzano camere di grooming più grandi con elementi di riscaldamento per manipolazioni di circuiti sensibili alle temperature ⁵ . Il seguente protocollo mostra la quantificazione della cura di tutto il corpo e mostra metodi alternativi per la quantificazione dell'accumulazione di coloranti sulle singole parti del corpo. Inoltre presentiamo i dati di confronto campione tra i mutanti WT e DopR , nonché i metodi per calcolare un indice di performance semplice per il comportamento di grooming.