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.
O objetivo deste método é quantificar facilmente um novo aspecto do comportamento social simples em Drosophila melanogaster, independente do namoro e agressão.
As interações sociais são cruciais para o bom desenvolvimento e saúde dos indivíduos dentro de uma sociedade, bem como a funcionalidade de um grupo social como um todo. A elevada complexidade destas interacções exige grandes tamanhos de amostra e um sistema que permite a simplificação do comportamento como as bases genéticas e neurais do comportamento social são ainda pouco compreendidos. Drosophila melanogaster é um poderoso modelo genético que pode ser usada para identificar os factores genéticos e bases neurais de interações sociais. Com efeito, D. melanogaster tem um repertório de comportamentos sociais complexos e algumas medições diretas de socialização já foram feitas 1-7. No entanto, a maioria desses esforços têm sido focados em comportamentos sociais relativamente complexas, como aggresinterações sive 3,6, vários aspectos do namoro 3,8-12, e como experiência social afeta outros comportamentos como a aprendizagem, ou ritmo circadiano 13-17. Além disso, muitos desses ensaios dependem de analisar os padrões de interacção complexas de grupos de moscas, usando o acompanhamento de vídeo e software de computador para analisar a abundância resultante de dados. Essas análises são de valor inestimável, e levar a novos conhecimentos importantes, como a dinâmica das interações fly-fly em grupos de sete. Uma limitação, no entanto, é a inacessibilidade destes ensaios para a comunidade em geral, e o limitado conhecimento dos mecanismos subjacentes reconhecimento dos outros. Em outras palavras, com base na emissão de um sinal por um indivíduo e o seu reconhecimento por outro ainda está mal compreendida 18.
Em contraste, as moscas também exibem um comportamento simples, evitação social, onde os indivíduos se afastar de um sinal emitido por moscas estressados: o D. Melanogaster Estresse Odorant ou DSO 19. Em um ensaio de elevado débito, este comportamento pode ser quantificada como a prevenção de um sinal de tensão emitida por outros, moscas ou evitação social 19. As moscas são colocadas num aparelho de labirinto em T e dada a opção de evitar um frasco contendo DSO. Utilizando este ensaio, CO 2 mostrou ser um componente do DSO, e parte do circuito neural necessário para responder ao CO 2 foi dissecada 19.
O ensaio de evitação social aqui apresentada é semelhante conceitualmente para os ensaios comportamentais simples desenvolvido no laboratório de Seymour Benzer que permitiram gerações de pesquisadores para dissecar comportamentos complexos 20. Análise de evitação social pode ser levada a cabo de forma eficaz em termos de custos, utilizando o ensaio de labirinto em T, para permitir um estudo mais generalizada do comportamento social. Por exemplo, com este ensaio que recentemente demonstrou que diferentes riscos genéticos para autismo têm efeitos contrastantes em b sociaisensaios ehavior. Mutantes para um gene candidato para o autismo – neurobeachin 21,22 – deficiências presentes tanto no espaço social (descritos em outros 23) e evitação social 24. Sinalização dopaminérgica anormal também é proposto para desempenhar um papel na etiologia de autismo em humanos 25,26. Em contraste com os resultados obtidos com neurobeachin, descobrimos que o desempenho evitação social não foi afectada por um aumento ou diminuição dos níveis de Drosophila vesicular da monoamina transportador (VMAT) em células dopaminérgicas, embora espaço social foi directamente correlacionada com estes níveis de VMAT 27. Os resultados contrastantes obtidos com neurobeachin e VMAT ressaltam a possibilidade de identificar várias formas de comportamento anti-social e, assim, os diferentes circuitos neurais subjacentes modulando a resposta para os outros.
Este protocolo descreve um procedimento detalhado para o ensaio de evitação social. Canton-S só vai evitar um frasco em que voa tenham sido previamente stress mecânico, e que o sexo e número de respondentes que não afeta o desempenho evitação social. No entanto, a base genética dos respondentes tem uma grande influência.
Seguem-se vários passos críticos para a realização deste experimento com sucesso: 1) sempre transferir as moscas 2 horas antes do experimento e certifique-se d…
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 |