Summary

Toplayıcılık Davranış için Tek-sinek Deneyi<em> Drosophila</em

Published: November 04, 2013
doi:

Summary

Bu video makalede, Drosophila melanogaster uçmak yetişkin meyve koku bağımlı gıda arama davranışı üzerine açlık veya tokluk etkisini ölçmek için otomatik bir deneyi açıklar.

Abstract

Çok hayvan için, açlık uygun gıda kaynakları için arama kolaylaştıran bir şekilde koku alma sistemindeki değişiklikleri teşvik etmektedir. Bu video makalede, Drosophila melanogaster uçmak yetişkin meyve koku bağımlı gıda arama davranışı üzerine açlık veya tokluk etkisini ölçmek için otomatik bir deneyi açıklar. Meyve sinekleri üzerinde görünmez kırmızı ışıkla aydınlatılmış bir ışık geçirmez kutu, özel veri toplama yazılımı ile bağlantılı bir kamera aynı anda altı sineklerin konumunu izler. Her sinek merkezinde bir yemek kokusu içeren bireysel arenalarda yürümek sınırlıdır. Test arenalar fonksiyonları koku birikmesini önlemek için bir gözenekli katta dinlenme. Koku kaynağı, farklı fizyolojik durumlarda altında koku hassasiyeti yansıtan bir metrik bulmak için Gecikme, yazılım analizi ile belirlenir. İşte, bu davranış paradigma çalışan kritik mekaniği tartışmak ve sinek loadi ilgili özel konuları kapsamaktadırng, koku kirliliği, tahlil sıcaklık, veri kalitesi ve istatistiksel analizi.

Introduction

Yiyecek aramak ve gıda tüketimi 1: açlık Devletleri iştahlı davranışları iki tür teşvik. Bu basit davranışsal deney 2,3 yem ile bağlantılı kemotaktik davranışlarının çalışma için yararlıdır. Özellikle, bir gıda koku hedef bulma sinek pozisyon, yürüme hızı ve gecikme izler. Gıda bulgunun Gecikme iç iştahlı durumundaki değişikliklerin aşağı sineğin koku algılama sistemi duyarlılık değişiklikleri ölçmek için metrik olarak hizmet vermektedir. Bu deneyde, bir el sürümü daha önce GABA-B reseptör sinyal 3 uçan yetişkinde koku lokalizasyon davranışı için çok önemlidir göstermek için kullanılmıştır. Testin geçerli otomatik versiyon nöropeptid-F (SNPF) sinyal Drosophila koku haritayı yeniden şekillendirir ve etkileri davranışlarını 2 iştahlı nasıl kısa çalışmada etkili oldu.

Test karanlık, sıcaklık ve nem kontrollü odada yapılır. Dijitalşeffaf akrilik test plakaları yukarıda belirtilen video kameralar 660-nm LED aydınlatma ile aydınlatmalı sinekler izleyebilirsiniz. Kameradan gelen bilgiler bir sonraki test alanına konuşlanmış bir bilgisayar tarafından gerçek zamanlı olarak işlenir. Biz test döneminde sinek pozisyonların koordinatlarını kaydetmek ve kaydetmek için veri toplama yazılımı kullanın.

Bu paradigmada, konu merkezinde bir gıda koku içeren bir arenaya salınır, koku nesne sinek yiyecek arama davranışı neden arenada bir gıda koku degrade oluşturur. Benzer bir koku ara protokol tek bir Drosophila larvalarının 7 chemosensation çalışma doğru uygulanmıştır. Böyle dört-alan olfactometer 4,5 'ya da t-labirent 6 gibi diğer davranışsal deneyler koku kaçınma veya cazibe davranışlarını değerlendirmek iken, bu paradigma iyi koku hassasiyeti ve kemotaksis davranışlarını değerlendirmek için uygundur.

Birkaç anahtar avantajları bu assa eşliky. Veri toplama ve analiz çoğunlukla otomatik çünkü Birincisi, bu, büyük veri kümelerinin hızlı edinimine izin. İkincisi, bu testte izole ederek onların davranışlarını etkileyebilecek sosyal koku ipuçlarını ortadan kaldırarak, tek bir sinek davranışını ölçer. Üçüncü olarak, protokol ve basit deneysel tasarım basitliği tahlil verimli ve başkalarına öğretmek için kolaylaştırır.

Buna ek olarak, bu deney daha Drosophila melanogaster 8'e uygun geniş genetik araç ile birleştirerek gıda arama davranışı altında yatan sinir devreleri araştırmak için kullanılabilir. Sessizlik veya heyecan nöronlar örneğin GAL4-UAS sistemi hem de UAS-shibire TS1 UAS-tetanoz-toksini ve UAS-TRPA1 (B) gibi araçlar ile elde edilebileceğini transgenlerin ifadesi hedeflenmiş 9-12 transgenlerin.

Protocol

1.. Fly Toplama ve Açlık Arka 12 saat ışık / karanlık döngüsü kontrollü sıcaklık ve nem koşulları (örn. 21 ° C,% 50-60 bağıl nem) altında deneysel sinekler. Kadın eclosion gününde uçar toplayın ve (maksimum 30 şişe başına) yeni gıda şişeleri içine, 4-5 erkek ile birlikte koyun. Yaş 2-5 gün uçuyor. Sinek açlık için odaları hazırlayın. Boş bir plastik şişenin dibine bir tek doku (4.8 x 8.4 inç) itin. Tamamen saf su ile doku ısla…

Representative Results

Veri analiz yazılımı ve düzeni, Şekil 1 'de görülebilir bir örneği, analiz, bir dizi kritere uygun olarak 10 dakika boyunca her bir deneme sineğin performansını değerlendirmek için kullanılır. Aşağıdaki kriterler her anında veri veri analizi için kullanılacak ve sakatlığı nedeniyle, hastalık, stres, ya da motivasyon eksikliği yiyecek arama görevi gerçekleştirmek için mümkün olan bu sinekler ortadan kaldırmak için tasarlanmış olup olmadığını belirlemek için k…

Discussion

Bu protokol, biz gıda arama davranışı deneyi için bir adım-adım prosedürü açıklar. Gıda kokuları ile ilgili ek olarak, aynı zamanda, diğer koku nesneleri bulmak için sineğin yeteneğinin incelenmesi için adapte edilebilir. Örneğin, erkek sinekler 3 arkadaşı yerelleştirme davranış çalışmanın doğru uygulanabilir çeşitli ek noktalar biz bu prosedüre ilişkin burada değineceğim bu protokol için vardır.:

İlk olarak, yetiştirme sıcaklık deneysel …

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Bu çalışma Ulusal Sağlık Enstitüsü (R01DK092640) ve Ulusal Bilim Vakfı (0920668) den JWW araştırma hibe tarafından desteklenmiştir.

Materials

Name of Reagent/Material Company Catalog Number Comments
Apple Cider Vinegar Spectrum commercially available
Agarose, Type VII Sigma-Aldrich A0701 low gelling temperature agarose
Acrylic Testing Plate custom Plate contains 6 arenas. Each arena is 60 mm in diameter 6 mm in height. See testing plate diagrams for specific measurements.
LabVIEW V.8.5 National Instruments 776670-09 platform for programs: PositioningTool.vi, FlyTracking–Six Zones.vi NOTE: "elapsed time.vi", "time into file.vi", and "two object detect.vi" are included subroutines that must be available in order for the main data acquisition program "FlyTracking–Six zones.vi" to run.
LabVIEW Vision 8.5
LabVIEW Vision Acquisition Software 8.5
LabVIEW Vision Builder AI 3.5
Igor Pro V.6 Wavemetric, Inc. platform for macro: Data Analysis for Fly Tracking–Six Zones
Basler scA1390-17fm National Instruments 779980-01 Digital Camera NOTE: driver for camera available at Baslerweb.com
8 mm lens National Instruments 780024-01 Lens for Basler Digital Camera
Ground Glass Diffuser Plate Edmund Optics custom Diffuses light, 25 cm x 30 cm
US Std. No. 100 Fischer Scientific 04-881X Sieve with nominal opening of 150 μm
Lighting Option 1
LED backlight 660 nm (20 cm x 20 cm) Spectra West BL47192 a simpler but more expensive lighting option.
Power Supply for LED Backlight Spectra West
Lighting Option 2
660 nm LEDs Superbrightleds RL5R1330 Wavelength 660 nm (approximately 7 x 7 LED array for a 14.7 inch x 9.75 inch panel)
Linear DC Power Supply GW Instek GPS-1830D Power supply for LED Panel
Solderless Breadboard Digikey 922354-ND Breadboard for LEDs

References

  1. Dethier, V. G. . The hungry fly : a physiological study of the behavior associated with feeding. , (1976).
  2. Root, C. M., Ko, K. I., Jafari, A., Wang, J. W. Presynaptic facilitation by neuropeptide signaling mediates odor-driven food search. Cell. 145, 133-144 (2011).
  3. Root, C. M., et al. A presynaptic gain control mechanism fine-tunes olfactory behavior. Neuron. 59, 311-321 (2008).
  4. Semmelhack, J. L., Wang, J. W. Select Drosophila glomeruli mediate innate olfactory attraction and aversion. Nature. 459, 218-223 (2009).
  5. Faucher, C., Forstreuter, M., Hilker, M., de Bruyne, M. Behavioral responses of Drosophila to biogenic levels of carbon dioxide depend on life-stage, sex and olfactory context. J. Exp. Biol. 209, 2739-2748 (2006).
  6. Quinn, W. G., Harris, W. A., Benzer, S. Conditioned behavior in Drosophila melanogaster. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 71, 708-712 (1974).
  7. Fishilevich, E., Domingos, A. I., Asahina, K., Naef, F., Vosshall, L. B., Louis, M. Chemotaxis behavior mediated by single larval olfactory neurons in Drosophila. Curr. Biol. 15, 2086-2096 (2005).
  8. Venken, K. J., Simpson, J. H., Bellen, H. J. Genetic manipulation of genes and cells in the nervous system of the fruit fly. Neuron. 72, 202-230 (2011).
  9. Hamada, F. N., et al. An internal thermal sensor controlling temperature preference in Drosophila. Nature. 454, 217-220 (2008).
  10. Kitamoto, T. Conditional modification of behavior in Drosophila by targeted expression of a temperature-sensitive shibire allele in defined neurons. J. Neurobiol. 47, 81-92 (2001).
  11. Sweeney, S. T., Broadie, K., Keane, J., Niemann, H., O’Kane, C. J. Targeted expression of tetanus toxin light chain in Drosophila specifically eliminates synaptic transmission and causes behavioral defects. Neuron. 14, 341-351 (1995).
  12. Brand, A. H., Perrimon, N. Targeted gene expression as a means of altering cell fates and generating dominant phenotypes. Development. 118, 401-415 (1993).

Play Video

Cite This Article
Zaninovich, O. A., Kim, S. M., Root, C. R., Green, D. S., Ko, K. I., Wang, J. W. A Single-fly Assay for Foraging Behavior in Drosophila. J. Vis. Exp. (81), e50801, doi:10.3791/50801 (2013).

View Video