Summary

Adquisición de vídeo de alta calidad digital de<em> Drosophila</em> Comportamientos larvas y adultos desde una perspectiva lateral

Published: October 04, 2014
doi:

Summary

Aquí se describe una técnica de microscopía simple y ampliamente accesibles para la adquisición de vídeo digital de alta calidad de Drosophila adulta y fenotipos mutantes larvas desde una perspectiva lateral.

Abstract

Drosophila melanogaster es un potente sistema de modelo experimental para el estudio de la función del sistema nervioso. Las mutaciones genéticas que causan la disfunción del sistema nervioso a menudo producen larvas viables y adultos que tienen fenotipos de locomoción defectuosos que son difíciles de describir adecuadamente con el texto o completamente representar con una sola imagen fotográfica. Modos actuales de la publicación científica, sin embargo, apoyan la presentación de los medios de comunicación de vídeo digital como material complementario para acompañar a un manuscrito. Aquí se describe una técnica simple y ampliamente accesible de microscopía para la adquisición de vídeo digital de alta calidad tanto de Drosophila fenotipos larvas y adultos desde una perspectiva lateral. Vídeo de la locomoción de larvas y adultos desde una vista lateral es ventajoso porque permite la observación y el análisis de las distinciones sutiles y variaciones en los comportamientos aberrantes de locomotoras. Hemos utilizado con éxito la técnica para visualizar y cuantificar aberrant arrastrándose comportamientos en larvas de tercer estadio, además de fenotipos mutantes adultas y comportamientos que incluyen la preparación.

Introduction

La fruta común mosca Drosophila melanogaster es un potente sistema de modelo experimental para el estudio de la función del sistema nervioso 1-3. Conservación evolutiva de la estructura y función del sistema nervioso con los seres humanos, así como la facilidad de la manipulación genética y una amplia gama de herramientas genéticas hace Drosophila el organismo estreno para modelar enfermedades neurodegenerativas humano 4. Las mutaciones genéticas que causan la disfunción del sistema nervioso a menudo resultan en larvas mutante viable y adultos de Drosophila con una alteración de la locomoción. Fenotipos observados en el sistema nervioso mutantes defectuosos incluyen la frecuencia de la locomoción, la coordinación aberrante, y los movimientos espásticos en adultos, así como déficits en la contracción peristáltica musculatura de la pared corporal, y parálisis parcial de las larvas reducen. Estos fenotipos se han explotado en el desarrollo de pantallas genéticos de alto rendimiento y ensayos de locomoción de larvas mutante 5, 6 y adultos 7-10 Drosophila dirigido a cuantificar el deterioro locomoción y la identificación de genes necesarios para la función del sistema nervioso. Si bien estos enfoques son extremadamente útiles para la cuantificación de los comportamientos locomotores larvas y adultos, fracasan para transmitir información cualitativa acerca de cada comportamiento aberrante específico. Por ejemplo, mientras que las larvas de tercer estadio mutante puede exhibir parámetros de locomoción alterados en un ensayo de comportamiento, puede ser poco claro si este es el resultado de alteraciones en las contracciones peristálticas rítmicas durante el ciclo de rastreo, la falta general de coordinación, o parálisis parcial del cuerpo posterior musculatura de la pared. Aquí se describe una técnica simple y ampliamente accesible de microscopía para la adquisición de vídeo digital de alta calidad de Drosophila adulta y fenotipos de la locomotora de larvas desde una perspectiva lateral. El vídeo digital adquirido desde una perspectiva lateral permite la observación directa y el análisis de las diferencias sutiles en locomotive comportamientos desde una orientación de vista lateral más informativo.

Protocol

1. El Sistema de Microscopio estéreo Nota: Aunque este protocolo es fácilmente adaptable a prácticamente cualquier sistema de microscopio estéreo acoplado a una cámara digital con la capacidad de adquisición de vídeo, los detalles se proporcionan en el sistema utilizado en nuestro laboratorio (Tabla de Materiales / Equipos). Adquirir vídeo digital usando un microscopio estéreo trinocular acoplado a una cámara digital comercial. Para acoplar la cámara digital c…

Representative Results

Hemos utilizado con éxito esta técnica para adquirir y cuantificar el comportamiento de las larvas fenotipo asociado con la pérdida de la función del gen estatmina (Figura 2) 14. El gen codifica una proteína estatmina reguladora de microtúbulos que divide los dímeros de tubulina de piscinas de tubulina soluble, y se une a los microtúbulos y promueve su desmontaje 15,16. Se requiere la función Estatmina para mantener la integridad de los microtúbulos en l…

Discussion

Fuerza Drosophila melanogaster 's como un sistema modelo para el estudio de la función del sistema nervioso proviene en gran medida de la convergencia de las poderosas herramientas genéticas disponibles y la amplia gama de ensayos de comportamiento robusto desarrollado. Aquí presentamos una técnica sencilla y ampliamente accesible de microscopía para la adquisición de vídeo digital de alta calidad de Drosophila adulta y fenotipos de la locomotora de larvas desde una perspectiva lateral. Hemo…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Los autores desean agradecer Alexandra Opie de asistencia y apoyo técnico, James Barton para proporcionar narración de vídeo, y Ramona Flatz y Joellen Sweeney por aparecer en el video adjunto. Este trabajo fue apoyado por el MJ Murdock Charitable Trust (Grant No. 2012205 a JED).

Materials

Trinocular Stereozoom Microscope Olympus Corporation SZ6145TR ½ C-mount was removed and replaced with 1x C-mount
1X C-mount Leeds Precision Instruments LSZ-1XCMT2
Digital Camera Coupler (43mm thread) Qioptiq Imaging Solutions 25-70-10-02
58mm to 48mm Step Down Ring B&H Video GBSDR5848
48mm to 43mm Step Down Ring B&H Video GBSDR4843
Lensmate Adapter Kit for Canon G10 LensMateOnline.com
Canon PowerShot G10 Digital Camera Canon U.S.A., Inc.
1.5ml Spectroscopic PolystereneCuvette Denville Scientific U8650-4

References

  1. Zhang, B., Freeman, M. R., Waddell, S. . Drosophila neurobiology: a laboratory manual. , (2010).
  2. Frank, C. A., et al. New approaches for studying synaptic development, function, and plasticity using Drosophila as a model system. J Neurosci. 33, 17560-17568 (2013).
  3. Mudher, A., Newman, T. . Drosophila : a toolbox for the study of neurodegenerative disease. , (2008).
  4. Bilen, J., Bonini, N. M. Drosophila as a model for human neurodegenerative disease. Annu Rev Genet. 39, 153-171 (2005).
  5. Jakubowski, B. R., Longoria, R. A., Shubeita, G. T. A high throughput and sensitive method correlates neuronal disorder genotypes to Drosophila larvae crawling phenotypes. Fly (Austin). 6, 303-308 (2012).
  6. Caldwell, J. C., Miller, M. M., Wing, S., Soll, D. R., Eberl, D. F. Dynamic analysis of larval locomotion in Drosophila chordotonal organ mutants). Proc Natl Acad Sci U S A. 100, 16053-16058 (2003).
  7. Jahn, T. R., et al. Detection of early locomotor abnormalities in a Drosophila model of Alzheimer’s disease. J Neurosci Methods. 197, 186-189 (2011).
  8. Donelson, N. C., et al. High-resolution positional tracking for long-term analysis of Drosophila sleep and locomotion using the "tracker" program. PLoS ONE. 7, e37250 (2012).
  9. Slawson, J. B., Kim, E. Z., Griffith, L. C. High-resolution video tracking of locomotion in adult Drosophila melanogaster. J Vis Exp. (24), (2009).
  10. Colomb, J., Reiter, L., Blaszkiewicz, J., Wessnitzer, J., Brembs, B. Open source tracking and analysis of adult Drosophila locomotion in Buridan’s paradigm with and without visual targets. PLoS ONE. 7, e42247 (2012).
  11. Demerec, M. . Biology of Drosophila. , (1965).
  12. Barron, A. B. Anaesthetising Drosophila for behavioural studies. J Insect Physiol. 46, 439-442 (2000).
  13. Greenspan, R. J. . Fly pushing : the theory and practice of Drosophila genetics.. , (2004).
  14. Duncan, J. E., Lytle, N. K., Zuniga, A., Goldstein, L. S. The Microtubule Regulatory Protein Stathmin Is Required to Maintain the Integrity of Axonal Microtubules in Drosophila. 8, e683244 (2013).
  15. Belmont, L. D., Mitchison, T. J. Identification of a protein that interacts with tubulin dimers and increases the catastrophe rate of microtubules. Cell. 84, 623-631 (1996).
  16. Cassimeris, L. The oncoprotein 18/stathmin family of microtubule destabilizers. Curr Opin Cell Biol. 14, 18-24 (2002).

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Cite This Article
Zenger, B., Wetzel, S., Duncan, J. Acquisition of High-Quality Digital Video of Drosophila Larval and Adult Behaviors from a Lateral Perspective. J. Vis. Exp. (92), e51981, doi:10.3791/51981 (2014).

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