測定とマレの変更交尾ドライブ<em>キイロショウジョウバエ</em
Summary
この記事では、モチベーションを研究するために、ショウジョウバエの melanogaste rの雄交尾ドライブを使用する行動アッセイを記載します。この方法を使用して、研究者は、この動機の根底にある、分子遺伝学、および細胞メカニズムを解明するために、高度なフライ神経遺伝技術を利用することができます。
Abstract
調査の何十年にもかかわらず、動機づけの状態の神経細胞および分子の塩基は、神秘的なままです。我々は最近、小説、還元主義、および男性キイロショウジョウバエ （ショウジョウバエ）、ここでは詳細をWEするための方法の交配ドライブを使用して動機の徹底的な調査のためのスケーラブルなシステムを開発しました。男性の交尾ドライブが繰り返さcopulationsの過程で生殖能力と一緒に減少し、〜3日間にわたって回復所見上の行動パラダイムセンター。このシステムでは、ハエで利用可能な強力な神経遺伝ツールは、遺伝的アクセシビリティと性的行動のために利用可能な推定上の配線図で収束します。この収束は、特定の動機づけの機能を持つ小型のニューロン集団の迅速な単離および尋問を可能にします。ここでは詳細男性のハエで求愛のモチベーションを測定し、変更するために使用される満腹アッセイの設計と実行を。これを使用して、アッセイは、我々は、低雄嵌合ドライブがドーパミン作動性ニューロンを刺激することによって克服することができることを示しています。満腹アッセイは、単純な手頃な価格、および遺伝的背景の影響に対してロバストです。私たちは、満腹アッセイは動機づけの状態の神経生物学に多くの新たな洞察を生成するために期待しています。
Introduction
ショウジョウバエでの作業は、遺伝子1の性質を含め、多くの生物学的現象に深く、先駆的な洞察を提供している、胚発生2、概日リズム3、および神経系4、5、6の開発や配線の原則。動機は、おそらくため、これまで検討されているシステム上の制限により、これまであまりよく理解これらの現象よりも残っています。ハエにおける動機は主に脂肪沈着の明白な徴候を排除送り試合と外骨格あたりの無視できるほど小さい食物摂取に起因する多くの課題を提示し、飢餓、との関連で検討されています。したがって、ハエにモチベーションを研究するために使用されるシステムを拡張する必要があります。
我々は内交配ドライブの研究のための行動の枠組みを説明しますショウジョウバエ 。このシステムは、フライに神経遺伝ツールを利用するだけでなく、アクセシビリティ7、8、9、10、11、12、その性的二形回路8,13の推定コネクトーム。また、生来の14、15、16、17、18、19、20、21の多く及び22を学習し、23において、24感覚運動回路制御求愛は、貴重な機会を提供し、具体的に働いています動機が衝突する時に正確な回路ノードを検索します。我々は最近、フライに、人間のように、ドーパミンレベルが交配ドライブ25、26、27の中心である、と報告しました。私たちはここに25を説明するアッセイを使用して、この保存された現象の解析関連ドーパミン産生やフライにニューロンを受け、容易に詳細なmolecular-と回路レベルへの遺伝的アクセスを得ています。
私たちは、Zhang らで行動アッセイに追加します。 25我々は2次元（2-D）満腹アッセイを呼び出すビデオ得点、以前の方法に比べて重要な改善を可能にする新しいフラット行動アリーナ。その結果、新しいアッセイは、よりスケーラブルかつ定量化できる、とモチベーションに関与する遺伝子と神経細胞の遺伝子スクリーニングのために、したがって、より適しています。私たちは求愛のアッセイおよびneurogeと一緒に、この新しいアッセイを使用します磁操作は、測定し、ハエにおける交配ドライブを変更する方法を実証します。
Protocol
Representative Results
Discussion
動機づけ状態は、飽き飽きし維持、及び34を回収することができます。我々は、迅速かつ堅牢フライに交配ドライブのこれらの側面のすべてを測定する2次元満腹アッセイを提示します。このアッセイは、動機付け行動の分子や回路部品を研究するために、高度なハエの遺伝子操作を使用しての可能性を開きます。
満腹アッセイが正常に裁判所や交尾す?…
Divulgazioni
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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