Here, we present a protocol to quantify the avoidance of stressed individuals. This paradigm is powerful yet user-friendly and can be used to assess the influence of genes and environment on one kind of social interaction in Drosophila melanogaster.
Drosophila melanogaster is an emerging model to study different aspects of social interactions. For example, flies avoid areas previously occupied by stressed conspecifics due to an odorant released during stress known as the Drosophila stress odorant (dSO). Through the use of the T-maze apparatus, one can quantify the avoidance of the dSO by responder flies in a very affordable and robust assay. Conditions necessary to obtain a strong performance are presented here. A stressful experience is necessary for the flies to emit dSO, as well as enough emitter flies to cause a robust avoidance response to the presence of dSO. Genetic background, but not their group size, strongly altered the avoidance of the dSO by the responder flies. Canton-S and Elwood display a higher performance in avoiding the dSO than Oregon and Samarkand strains. This behavioral assay will allow identification of mechanisms underlying this social behavior, and the assessment of the influence of genes and environmental conditions on both emission and avoidance of the dSO. Such an assay can be included in batteries of simple diagnostic tests used to identify social deficiencies of mutants or environmental conditions of interest.
この方法の目的は、容易に求愛と侵略から独立したキイロショウジョウバエにおける単純な社会的行動の新たな側面を定量化することである。
社会的相互作用は、社会の中の個人の適切な発達と健康に重要であるだけでなく、全体としての社会集団の機能性。これらの相互作用の複雑性の高い大規模なサンプルサイズおよび社会的行動の遺伝的及び神経塩基はまだよく理解されて動作の簡略化を可能にするシステムが必要となる。 キイロショウジョウバエの遺伝子を同定するために使用できる強力な遺伝モデルである社会的相互作用の神経基盤。実際、D.キイロは、複雑な社会的行動のレパートリーを持ち、社会のいくつかの直接測定は、すでに1-7行われている。しかしながら、これらの努力のほとんどは、aggresのような比較的複雑な社会的行動に焦点を当ててきたSIVEの相互作用3,6、求愛3,8-12のさまざまな側面、そしてどのように社会的な経験は、学習、または概日リズム13-17のような他の行動に影響を与えます。また、これらのアッセイの多くは、結果として生じるデータの存在量を分析するためにビデオトラッキングとコンピュータソフトウェアを使用して、ハエの群の複雑な相互作用のパターンを分析に依存する。このような分析は非常に貴重であり、そのようなグループ7のフライフライ相互作用の動的などの重要な新しい洞察をもたらす。一つの制限は、しかしながら、一般社会にこれらのアッセイの到達不能などの認識の基礎となるメカニズムの限られた知識である。つまり、一人の個人と他者によるその認識による信号の放射の基礎はまだよく理解されている18。
D.:これとは対照的に、個人が離れてストレスをハエによって放出された信号から移動するシンプルな行動、社会的な回避を呈するもハエメランストレス匂いやDSO 19 ogaster。ハイスループットアッセイでは、この動作は、他のハエ、または社会的回避19によって放射されるストレスシグナルの回避のように定量化することができる。ハエをT迷路装置に入れ、DSOを含むバイアルを回避する選択肢を与えられている。このアッセイを用いて、CO 2は、DSOの成分、および2 19を切開したCOに応答するのに必要な神経回路の一部であることが示された。
ここに提示され、社会的回避アッセイは、概念的に、複雑な振る舞い20を解剖するために、研究者の世代を有効にシーモア·ベンザーの研究室で開発されたシンプルな行動アッセイに似ています。社会的回避の分析は、社会的行動のより広範な研究を可能にする、T迷路アッセイを用いてコスト効率よく行うことができる。例えば、このアッセイを使用して、我々は最近実証自閉症の異なる遺伝的リスクは、社会的なB内の対照的な効果を有することehaviorアッセイ。自閉症の候補遺伝子についての変異体- 21,22 neurobeachin – (他の場所で23を参照)の両方の社会的空間に存在する欠陥および社会的な回避24。異常なドーパミン作動性シグナル伝達はまた、ヒト25,26における自閉症の病因に役割を果たすことが提案されている。 neurobeachinで得られた結果とは対照的に、社会的空間を直接VMAT 27のこれらのレベルと相関したが、社会的回避のパフォーマンスは、ドーパミン作動性細胞ショウジョウバエ胞性モノアミン輸送体(VMAT)の増加または減少したレベルによって影響されなかったことを見出した。 neurobeachinとVMATで得られた対照的な結果は、反社会的行動の様々な形態を識別するため、異なる基礎となる神経回路網が他の応答を調節する可能性を強調する。
このプロトコルは、社会的な回避アッセイのための詳細な手順を説明します。カントン-Sのみが飛んでいるバイアルを避けることができます以前に機械的に強調されてきた、と応答者のその性別と数は、その社会的な回避性能には影響しません。しかし、応答者の遺伝的背景に大きな影響を有する。
以下では正常にこの実験を実施するためのいくつかの重要なステップで…
The authors have nothing to disclose.
We thank Rachelle Kanippayoor for her help in identifying the new wild-type strain as being of the melanogaster species. R.W.F, O.F. and A.F.S were responsible for research design; R.W.F, M.N. and O.F. performed the experiments. R.W.F, M.N., O.F. and A.F.S. analyzed the data; R.W.F., I.S.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. and I.S.M.; by a training support from the National Alliance for Hispanic Health’s Alliance/Merck Ciencia (Science) Hispanic Scholars Program and a University Fellowship from the Yale Graduate School of Arts and Sciences to R.W.F.
Stereo Zoom Microscope | Nikon | SMZ-645 | Any other standard scope for fly handling would work |
Small paint brushes | for pushing flies | ||
Porous Polyethylene, 12" x 12" Sheet | Flystuff – Genesee | 46-100 | http://www.flystuff.com/ProductInfo.php?productID=46-100 Porous Plastic sheet for the cold anesthesia box |
Mini-Alarm Timer/Stopwatch | |||
Sharpie pens | |||
Adhesive Tape | |||
Mini vortex | Fisher | 14-955-151 | http://www.fishersci.com/ecomm/servlet/itemdetail For mechanical agitation of the flies – any vortex would work. |
Corning Life Sciences DL No.:352017, Falcon test tube; round bottom; disposable; no closure, 14mL; 17 x 100mm | Fisher | 14-959-8 | http://www.fishersci.com/ecomm/servlet/itemdetail?storeId=10652&langId=-1&catalogId=29104&productId=2771811&distype=0&highlightProductsItemsFlag=Y&fromSearch=1&searchType=PROD&hasPromo=0 These snap in place in the in-house made T-maze and counter-current apparatus (see text) |
cotton balls | to close the vials after the experiment. | ||
trifold board and white bench cover | to provide a white background, and a homogeneous light. | ||
white bench cover | |||
pounding pad | any mouse pad works. | ||
large black cloth | to cover the counter-current apparatus in phototaxis response. | ||
cool-white light | Home Depot | 1000516563 | http://www.homedepot.ca/product/illume-26-fluorescent-plug-in-linear/911423 any similar linear light with fluorescent light bulb cool-white at 13-15W would work |