Summary
Drosophila melanogaster er en genetisk og behaviorally medgjørlig modell system som har blitt brukt til å forstå det molekylære og cellulære grunnlag for mange viktige biologiske prosesser i over et århundre en. Drosophila har blitt godt utnyttet til å få innsikt i det genetiske grunnlaget for flue oppførsel.
Abstract
Drosophila melanogaster, bananflue, har blitt brukt til å studere molekylære mekanismer av et bredt spekter av menneskelige sykdommer som kreft, hjerte-og karsykdommer og ulike nevrologiske sykdommer 1. Vi har optimalisert enkle og robuste atferdsmessige analyser for å bestemme larvenes bevegelse, voksen klatring evne (RING assay), og frieri virkemåter for Drosophila. Disse atferdsproblemer analysene er allment gjeldende for å studere rollen av genetiske og miljømessige faktorer på utlegger oppførsel. Larve gjennomgang evnen kan bli pålitelig brukes for å bestemme tidlig stadium endringer i kravlende evner Drosophila larver og også for å undersøke effekten av medikamenter eller menneskelige sykdomsgener (i transgene fluer) på locomotion deres. Den larve gjennomgang analysen blir mer aktuelt dersom uttrykk eller opphevelse av et gen som forårsaker dødelighet i pupal eller voksen stadier, da disse fluene ikke overlever til voksen alder hvor de ellers kunne bli vurdert. Dette grunnleggende enssay kan også brukes i forbindelse med sterkt lys eller stress å undersøke flere atferdsmessige reaksjoner i Drosophila larver. Frieri atferd har blitt mye brukt til å undersøke genetiske grunnlaget for seksuell atferd, og kan også brukes til å undersøke aktiviteten og samordning, samt læring og hukommelse. Drosophila frieri atferd innebærer utveksling av ulike sensoriske stimuli, inkludert visuell, auditiv, og chemosensory signaler mellom menn og kvinner som fører til en kompleks serie av godt karakteriserte motoriske atferd kulminerte i vellykket copulation. Tradisjonelle voksne klatring analyser (negative geotaxis) er kjedelig, arbeidskrevende og tidkrevende, med betydelig variasjon mellom ulike studier 2-4. Den raske iterative negative geotaxis (RING) assay 5 har mange fordeler fremfor mer allment ansatt protokoller, som gir en reproduserbar, følsom, og høy gjennomstrømning tilnærming til å kvantifisere voksen locomotor og negative geotaxis behaviors. I RING analysen, kan flere genotyper eller medikamentelle behandlinger testes samtidig med stort antall dyr, med høy gjennomstrømning tilnærming gjør det mer mottagelig for screening eksperimenter.
Protocol
Discussion
Drosophila oppførsel er strengt regulert av genetiske og miljømessige faktorer. Vi, og andre, har tidligere brukt analysene som er beskrevet her for å samle data for å undersøke gener relatert til fly atferd og til menneskelige nevrodegenerative sykdommer modellert i Drosophila 5-19. For krypende analysen, er nøye utvalg av 3. instar larver et kritisk punkt. Ved behandling med et medikament, vil det ta 10-15 minutter (eller mer, avhengig av type og karakter av stoffet) for ?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Vi ønsker å takke Astha Maltare for generering av larver gjennomsøkingsfunksjoner data. Vi ønsker å takke Dr. Nicholas Lanson Jr for å gi sine kommentarer på manuskriptet. Dette arbeidet ble støttet av Robert Packard Center for ALS ved Johns Hopkins (til UBP) og amyotrofisk lateral sklerose 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).
