דרוזופילה התפתחה כמערכת מודל משמעותית עבור לנתח את הבסיס התאי ומולקולרית של תגובות התנהגותיות לאלכוהול. כאן אנו מציגים פרוטוקול לאיסוף נתונים רגישות אלכוהול בהקשר היממה שיכולה להיות מיושם בקלות לניסויים אחרים, והוא מתאים היטב למחקר לתואר ראשון.
זבובי פירות (דרוזופילה melanogaster) הם מודל שהוקם עבור שני מחקרי אלכוהול וביולוגיה היממה. לאחרונה, הראה כי השעון הביולוגי מווסת את רגישות לאלכוהול, אך לא היווצרות של סובלנות. כאן אנו מתארים הפרוטוקול שלנו בפירוט. אלכוהול ניתן לזבובים באמצעות FlyBar. בהגדרה זו, אדי אלכוהול רוויים הוא מעורבב עם אוויר humidified בפרופורציות קבועות, וניתן לזבובים בארבע שפופרות בו זמנית. זבובים שגודלו בתנאים אחידים כדי למזער וריאציה בין משכפל. זבובים ישנים שלושה ימים של גנוטיפים או טיפולים שונים המשמשים לניסויים, רצוי על ידי זבובים משתי נקודות זמן שונות (למשל, CT 5 ו-CT 17) מה שהופך את השוואה ישירה אפשרית תואם. במהלך הניסוי, זבובים נחשפים לשעה 1 לשיעור שנקבע מראש של אדי אלכוהול ומספר הזבובים שמפגין אובדן ליישר רפלקס (LoRR) או sedation נספרים כל 5 דקות. ניתן לנתח את הנתונים באמצעות שלוש גישות סטטיסטיות שונות. הראשון הוא לקבוע את המועד שבי 50% מהזבובים איבדו את רפלקס ליישרם ולהשתמש בניתוח השונה (ANOVA) כדי לקבוע אם הבדלים משמעותיים קיימים בין נקודות זמן. השני הוא לקבוע את אחוז הזבובים שמראים LoRR לאחר מספר מסוים של דקות, ואחרי ניתוח ANOVA. השיטה האחרונה היא לנתח את סדרת כולה פעמים באמצעות סטטיסטיקה רב משתני. גם הפרוטוקול יכול לשמש לניסויים או השוואות שאינן היממה בין גנוטיפים.
תסיסנית להפגין תגובות התנהגותיות biphasic לאלכוהול 1 שהם מקבילים לתגובות אנושיות לתרופה זו 2,3. לאחר החשיפה ראשונית לריכוזים נמוכים של אלכוהול, זבובי פעילות של תנועה מוגברת תערוכה, הוחלף על ידי חוסר הקואורדינציה מוטורית, אובדן השליטה ביציבה ורפלקסים ליישר (אובדן ליישר רפלקס: LoRR), והרגעה (חוסר הפעילות מוטורית בתגובה מלאה לגירוי מכאני) כחשיפה לאלכוהול מתקדמת 4-9. השעון הביולוגי אנדוגני הוא מאפנן חזק של רגישות אלכוהול ורעילות כפי שנצפה בעכברים 10,11, חולדות 12, ובני האדם 13. ההתקדמות שחלה באחרונה במחקר דרוזופילה הראו שעון היממה מודולציה רגישות אלכוהול חריף אך לא אלכוהול סובלנות 1. גישות רבות עוצמה הגנטית הזמינות בדרוזופילה באמצעות מחקרי מוטציה ומניפולציות מהונדסים של המרחביתוביטוי גנים של זמן מספק מערכת המאפשרת התקדמות מהירה בזיהוי המנגנונים התאיים ומולקולריים שבבסיס להתנהגויות מורכבות. השימוש בדרוזופילה ככלי חקירה התירה התקדמות מהותית בהבנת נוירוביולוגיה אלכוהול שיכול להיות מתורגמת במהירות ליונקים 14-16. על מנת להקל על ההבנה של המנגנונים המולקולריים שבאמצעותו השעון הביולוגי מודולציה רגישות אלכוהול ולמדוד באופן אחיד על פני תגובות התנהגותיות נקודות זמן היממה, פרוטוקול ממשל אלכוהול מתאים לשימוש בתנאי אור אדום עמומים נדרש. לדרוזופילה, אלכוהול יכול להינתן באמצעות תוספי מזון לחשיפה כרונית או באופן אמין דרך בניהול אלכוהול בצורה של אדים לחשיפות אקוטיות. כאן אנו מתארים פרוטוקול ממשל אלכוהול מתאים להערכה של אפנון היממה של רפלקס הפסד של ליישר (LoRR) 1, כמו גםתרופות הרגעה.
זבובים נגררו עם שעות 12: 12 מחזורי LD שעות בטמפרטורה קבועה ולאחר מכן הועברו למשטר אור נשלט על 2-5 ימים, תלוי בשאלה הניסיונית. זבובים נחשפים לאדי אתנול במכשיר המכונה FlyBar. במכשיר זה, כמויות מבוקרות של אוויר מבעבעים דרך מים ואלכוהול; לאחר מכן האדים מעורבבים וביימו לדיור בקבוקון הזבובים. כל 5 דקות זבובי כבש עבור המספר שאינו מצליח להציג ליישר רפלקסים או הפכו מסומם. אחוזי LoRR עבור כל נקודת זמן מחושבים והשוואה בין נקודות זמן היממה או בין הזנים של זבובים. הפשטות והאמינות של אספקת אלכוהול באמצעות משלוח אלכוהול FlyBar בשילוב עם אפשרויות ניתוח התנהגות מספקת יתרון משמעותי לניסויים ביולוגיים שנערכו בתנאים חשוכים.
העלויות של שימוש לרעה באלכוהול ואלכוהוליזם לחברה היא אדירות, הן במונחים של עלויות אנושיות 29 וכלכליות 30,31. דרוזופילה כמודל מציעה מערכת מהירה ותכליתית כדי לבחון במהירות את התגובות התנהגותיות של מספר גדול של אנשים ובתור שכזו כבר נעשה שימוש נרחב עבור שנ…
The authors have nothing to disclose.
מימון למחקר זה מסופק על ידי תכנית במדעי המוח בפרס ממדינת מכללת פלורידה לרפואה של האוניברסיטה ותמיכה מהמחלקה למדע ביולוגי בברית המועצות לשעבר. מימון נוסף מסופק על ידי גרנט-in-Aid מקרן המחקר של אלכוהול משקאות היצרן.
Alcohol 190 proof | Various | ||
Name of Material | Company | Catalog Number | Comments |
Aerator | Local pet store | We use Whisper 60 | |
Silicone tubing 1/8” | VWR | 408060-0030 | |
120° Y Connector | VWR | 82017-256 | |
Quick disconnects | VWR | 46600-048 | |
Plastic tube clamps | Bell-art products | 132250000 | Either this or next |
Miniature Air Regulator | McMaster-Carr | 8727K11 | Either this or previous |
Miniature Air Regulator Mounting Bracket | McMaster-Carr | 9891K66 | |
Gilmont size 12 flow meter | VWR | 29895-242 | |
Tool clips | McMaster-Carr | 1722A43 | To hold flow meters |
Vial | VWR | 89092-722 | |
Rubber stopper with two holes | VWR | 59585-186 | Fits in vials |
5 mm Pyrex Glass tubes | Trikinetics | PGT5x65 | Fits best in previous stopper. |
Teflon tape | Hardware store | To achieve snug fit in stoppers if necessary | |
Rubber stopper with two holes | VWR | 59582-122 | Fits our bottles |
Disposable glass pipets | VWR | 53283-768 | Cut to length and bend by heating |
Very fine nylon netting | VWR | Various | |
15 watt bulbs | Hardware store | Overhead red light | |
Photographic red safe light filters | Overhead red light | ||
Mini Flashlights with red filters | Mag-light |