Summary
Drosophila melanogaster er en genetisk og adfærdsmæssigt medgørlige modelsystem, som er blevet anvendt til at forstå den molekylære og cellulære grundlag af mange vigtige biologiske processer i over et århundrede 1. Drosophila er blevet godt udnyttet til at opnå indsigt i den genetiske basis for fly adfærd.
Abstract
Drosophila melanogaster, bananfluen, er blevet anvendt til at undersøge molekylære mekanismer af en lang række humane sygdomme, såsom cancer, kardiovaskulær sygdom og forskellige neurologiske sygdomme 1. Vi har optimeret enkle og robuste adfærdsmæssige analyser til bestemmelse af larve bevægelse, voksen klatring evne (RING assay), og frieri adfærd i Drosophila. Disse adfærdsmæssige analyser er bredt anvendelig til at studere betydningen af genetiske og miljømæssige faktorer på fly adfærd. Larver kravle evne kan bruges som pålideligt til at bestemme tidligt stadium ændringer i kravlende evner Drosophila larver og også for at undersøge effekten af narkotika eller menneskelige sygdomsgener (i transgene fluer) på deres bevægelse. Den larver kravle analysen bliver mere relevant, hvis udtryk eller afskaffelse af et gen forårsager dødelighed i puppe eller voksen etaper, da disse fluer ikke overlever til voksenalderen, hvor de ellers kunne vurderes. Denne grundlæggende enssay kan også anvendes i forbindelse med lys eller stress at undersøge yderligere adfærdsmæssige reaktioner i Drosophila larver. Bejlen adfærd har været meget anvendt til at undersøge genetiske grundlag for seksuel adfærd, og kan også bruges til at undersøge aktiviteter og koordinering, samt indlæring og hukommelse. Drosophila frieri adfærd indebærer udveksling af forskellige sensoriske stimuli, herunder visuelle, auditive, og chemosensory signaler mellem mænd og kvinder, der fører til en kompleks række af velkarakteriserede motoriske adfærd kulminerede med en vellykket samleje. Traditionelle voksne klatrestativer analyser (negative geotaxis) er kedelige, arbejdskrævende og tidskrævende, med betydelig variation mellem forskellige forsøg 2-4. Den hurtige iterative negative geotaxis (ring) assay 5 har mange fordele i forhold til mere bredt anvendte protokoller, der giver en reproducerbar, følsom og højt gennemløb fremgangsmåde til at kvantificere voksen lokomotorisk og negative geotaxis behaviors. I det RING-assayet, kan flere genotyper eller medicinske behandling testes samtidig under anvendelse af store antal dyr med high-throughput fremgangsmåde gør det mere egnet til screening eksperimenter.
Protocol
Discussion
Drosophila opførsel er stramt reguleret af genetiske og miljømæssige faktorer. Vi, og andre, har tidligere brugt de beskrevne analyser her for at indsamle data til at undersøge gener relateret til flyve adfærd og til humane neurodegenerative sygdomme, modelleret i Drosophila 5-19. For gennemgang assay er en omhyggelig udvælgelse af tre tredje stadiums larver et kritisk trin. Hvis behandling med et lægemiddel, vil det tage 10-15 minutter (eller mere afhængigt af typen og ar…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Vi vil gerne takke Astha Maltare til at generere de larver crawling data. Vi vil gerne takke Dr. Nicholas Lanson Jr. for at give sine kommentarer til manuskriptet. Dette arbejde blev støttet af Robert Packard Center for ALS på Johns Hopkins (til UBP) og Amyotrofisk Lateral Sclerose Association (UBP) og R01MH083689 fra National Institutes of Mental Health (CDN).
Materials
| Name of the reagent | Company | Catalogue number |
| Sucrose | Fisher Scientific | S5-500 |
| Agarose | Invitrogen | 16500-500 |
| 6 oz Drosophila bottle | Genesee Scientific | 32-130 |
| Paint Brush (#1) | Ted Pella,Inc. | 11859 |
| Fly food components | ||
| Cornmeal | Fisher Scientific | NC9109741 |
| Agar | Genesee Scientific | 66-104 |
| Molasses | Fisher Scientific | NC9349176 |
| Propionic acid | Acros | 14930-0010 |
| Tegosept | Apex | 20-258 |
| Ethanol | Fisher Scientific | BP2818-4 |
| Yeast | Genesee Scientific | 62-107 |
References
- Pandey, U. B., Nichols, C. D. Human disease models in Drosophila melanogaster and the role of the fly in therapeutic drug discovery. Pharmacol. Rev. 63 (2), 411-436 (2011).
- Feany, M. B., Bender, W. W. A Drosophila model of Parkinson’s disease. Nature Mar. 23 (6776), 394-398 (2000).
- Auluck, P. K., Bonini, N. M. Pharmacological prevention of Parkinson disease in Drosophila. Nat. Med. 8 (11), 1185-1186 (2000).
- Whitworth, A. J., Theodore, D. A., Greene, J. C., Benes, H., Wes, P. D., Pallanck, L. J. Increased glutathione Stransferase activity rescues dopaminergic neuron loss in a Drosophila model of Parkinson’s disease. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 102 (22), 8024-8029 (2005).
- Gargano, J. W., Martin, I., Bhandari, P., Grotewiel, M. S. Rapid iterative negative geotaxis (RING): a new method for assessing age-related locomotor decline in Drosophila. Exp. Gerontol. 40 (5), 386-395 (2005).
- Lanson, N. A., Maltare, A., King, H., Smith, R., Kim, J. H., Taylor, J. P., Lloyd, T. E., Pandey, U. B. A Drosophila model of FUS-related neurodegeneration reveals genetic interaction between FUS and TDP-43. Hum. Mol. Genet. 20 (13), 2510-2523 (2011).
- Batlevi, Y., Martin, D. N., Pandey, U. B., Simon, C. R., Powers, C. M., Taylor, J. P., Baehrecke, E. H. Dynein light chain 1 is required for autophagy, protein clearance, and cell death in Drosophila. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 107 (2), 742-747 (2010).
- Sang, T. K., Chang, H. Y., Lawless, G. M., Ratnaparkhi, A., Mee, L., Ackerson, L. C., Maidment, N. T., Krantz, D. E., Jackson, G. R. A Drosophila model of mutant human parkin-induced toxicity demonstrates selective loss of dopaminergic neurons and dependence on cellular dopamine. J. Neurosci. 27 (5), 981-992 (2007).
- Stacey, S. M., Muraro, N. I., Peco, E., Labbé, A., Thomas, G. B., Baines, R. A., van Meyel, D. J. Drosophila glial glutamate transporter Eaat1 is regulated by fringe-mediated notch signaling and is essential for larval locomotion. J. Neurosci. 30 (43), 14446-14457 (2010).
- Repnikova, E., Koles, K., Nakamura, M., Pitts, J., Li, H., Ambavane, A., Zoran, M. J., Panin, V. M. Sialyltransferase regulates nervous system function in Drosophila. J. Neurosci. 30 (18), 6466-6476 (2010).
- Repnikova, E., Koles, K., Nakamura, M., Pitts, J., Li, H., Ambavane, A., Zoran, M. J., Panin, V. M. Sialyltransferase regulates nervous system function in Drosophila. J. Neurosci. 30 (18), 6466-6476 (2010).
- Nedelsky, N. B., Pennuto, M., Smith, R. B., Palazzolo, I., Moore, J., Nie, Z., Neale, G., Taylor, J. P. Native functions of the androgen receptor are essential to pathogenesis in a Drosophila model of spinobulbar muscular atrophy. Neuron. 67 (6), 936-952 (2010).
- Lorenzo, D. N., Li, M. G., Mische, S. E., Armbrust, K. R., Ranum, L. P., Hays, T. S. Spectrin mutations that cause spinocerebellar ataxia type 5 impair axonal transport and induce neurodegeneration in Drosophila. J. Cell Biol. 189 (1), 143-158 (2010).
- Wang, J. W., Brent, J. R., Tomlinson, A., Shneider, N. A., McCabe, B. D. The ALS-associated proteins FUS and TDP-43 function together to affect Drosophila locomotion and life span. J. Clin. Invest. , (2011).
- Choi, J. K., Jeon, Y. C., Lee, D. W., Oh, J. M., Lee, H. P., Jeong, B. H., Carp, R. I., Koh, Y. H., Kim, Y. S. A Drosophila model of GSS syndrome suggests defects in active zones are responsible for pathogenesis of GSS syndrome. Hum. Mol. Genet. 19 (22), 4474-4489 (2010).
- Ruan, H., Wu, C. F. Social interaction-mediated lifespan extension of Drosophila Cu/Zn superoxide dismutase mutants. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 105 (21), (2008).
- Slawson, J. B., Kim, E. Z., Griffith, L. C. High-resolution video tracking of locomotion in adult Drosophila melanogaster. J. Vis. Exp. (24), (2009).
- Becnel, J., Johnson, O., Luo, J., Nässel, D. R., Nichols, C. D. The serotonin 5-HT7 Dro receptor is expressed in the brain of Drosophila, and is essential for normal courtship and mating. PLoS One. 6 (6), e20800 (2011).
- Johnson, O., Becnel, J., Nichols, C. D. Serotonin 5-HT(2) and 5-HT(1A)-like receptors differentially modulate aggressive behaviors in Drosophila melanoga- ster. 신경과학. 158 (2), 1292-1300 (2009).
- Bastock, M., Manning, A. The Courtship of Drosophila Melanogaster. Behaviour. , 85-111 (1955).
- Greenspan, R. J., Ferveur, J. F. Courtship in Drosophila. Annu. Rev. Genet. 34, 205-232 (2000).
- Villella, A., Hall, J. C. Neurogenetics of courtship and mating in Drosophila. Adv. Genet. 62, 67-184 (2008).
