طريقة بسيطة لقياس التغيرات في السلوك المكافأة التماس طريق<em> ذبابة الفاكهة</em
Summary
نحن تصف بروتوكول لإحداث مجزية وnonrewarding الخبرات في ذباب الفاكهة (ذبابة الفاكهة) باستخدام استهلاك الإيثانول الطوعي كمقياس للتغييرات في دول مكافأة.
Abstract
نحن تصف بروتوكول لقياس الإيثانول إدارة الذات في ذباب الفاكهة (ذبابة الفاكهة) كوكيل لإجراء تغييرات في دول مكافأة. ونحن لشرح طريقة بسيطة للاستفادة من نظام المكافأة الطاير، تعديل الخبرات المتعلقة مكافأة الطبيعية، واستخدام استهلاك الإيثانول الطوعي كمقياس للتغييرات في دول مكافأة. يخدم النهج كأداة ذات الصلة لدراسة الخلايا العصبية والجينات التي تلعب دورا في التغيرات بوساطة تجربة الدولة الداخلية. يتكون البروتوكول من قسمين منفصلة: فضح الذباب إلى الخبرات مجزية وnonrewarding، ويعاير استهلاك الإيثانول الطوعي كإجراء الدافع للحصول على مكافأة المخدرات. جزأين يمكن استخدامها بشكل مستقل للحث على التشكيل من الخبرة كخطوة أولى لمزيد من المقايسات المصب أو مقايسة التغذية الاختيار اثنين من المستقلين، على التوالي. لا يتطلب بروتوكول الإعداد معقدة، وبالتالي يمكن أن تطبق في أي المختبرذ مع الأدوات ثقافة ذبابة الأساسية.
Introduction
تعديل السلوك ردا على تجربة يسمح الحيوانات لضبط سلوكهم للتغيرات في بيئتها 1. وخلال هذه العملية، والحيوانات دمج الحالة الفسيولوجية الداخلية مع الظروف المتغيرة للبيئة الخارجية، وبعد ذلك اختيار عمل واحد على الآخر لزيادة فرصهم في البقاء والتكاثر. تطورت نظم المكافآت لتحفيز السلوكيات المطلوبة لبقاء الأفراد والأنواع من خلال تعزيز السلوكيات التي تعزز بقاء فوري، مثل الأكل أو الشرب، أو تلك التي تضمن البقاء على المدى الطويل، مثل السلوك الجنسي أو رعاية الأبناء 2. مركبات اصطناعية مثل تعاطي المخدرات تؤثر أيضا على أنظمة المكافأة تمثله من خلال التعاون المسارات العصبية التي تتوسط المكافآت الطبيعية 2.
خلال العقدين الماضيين، وذبابة الفاكهة أنشئت ذبابة الفاكهة نموذجا واعدا لدراسة molecجزيئية والآليات العصبية التي تشكل آثار الإيثانول على سلوك 3،4.
سابقا، حددنا مجموعة فرعية من الخلايا العصبية ببتيدي المفعول في الذباب (الجبهة الوطنية التقدمية / الجبهة الوطنية التقدمية مستقبلات (R) الخلايا العصبية) أن المكافآت الطبيعية الزوجين، مثل تجربة جنسية، لدوافع الحصول على المكافآت المخدرات 5. التعبير الجبهة الوطنية التقدمية حساسا لكلا التجارب الجنسية والمكافآت المخدرات، مثل التسمم الايثانول. يتم تحويل التغيرات في مستويات التعبير NPF إلى تغييرات في الإيثانول الذات إدارة 5، حيث يقلل من ارتفاع الجبهة الوطنية التقدمية وانخفاض الجبهة الوطنية التقدمية يزيد من الأفضلية لاستهلاك الإيثانول. تفعيل الخلايا العصبية NPF غير مجزية للذباب، كما أنها تكشف تفضيل قوي للرائحة يقترن تفعيل، وهو ما ينعكس أيضا انخفاض استهلاك الإيثانول. الأهم من ذلك، تنشيط الخلايا العصبية NPF يتداخل مع قدرة الذباب لتشكيل علاقة إيجابية بين التسمم الايثانول وجديلة رائحة. العلاقة السببية بين الجبهة الوطنية التقدمية / Rالنظام والذاكرة مكافأة، واستهلاك الإيثانول تشير إلى أن يمكن للمرء أن استخدام الإيثانول الإدارة الذاتية كمقياس للتغييرات في دول مكافأة 5.
في هذا المنشور نظهر نهج متكامل للالاستفادة من نظام المكافأة الطبيعي الطيران والتغيرات يعاير في دول مكافأة. يتكون المنهج من جزأين منفصلين، بروتوكول التدريب لمعالجة الخبرات ذات الصلة مكافأة الطبيعية، تليها اثنين الاختيار الشعرية المغذية فحص (CAFE) لتقييم الإيثانول الإدارة الذاتية كتقدير لإجراء تغييرات في دول مكافأة. فحص CAFE مماثل للفحوصات اختيار اثنين من زجاجة المستخدمة في الدراسات القوارض لمكافحة المخدرات والإدارة الذاتية، ولقد ثبت لتعكس خصائص معينة من السلوك مثل الإدمان في الذباب 6.
Protocol
Representative Results
Discussion
Here, we illustrate the details of an integrated approach to measure alterations in reward-seeking behavior, based on previous work described by Devineni et al.6 and Shohat-Ophir et al5. The first section of the protocol uses different types of sexual interactions as the experience input, and the second section uses a two-choice feeding assay to assess the effect of experience on the preference to consume ethanol.
As shown by Devineni et al.<sup…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
نشكر U. Heberlein وA. Devineni للمناقشات طويلة الأمد والمشورة الفنية. كما نشكر أعضاء مختبر شوحط-أوفير، A. Benzur، L. القزاز، وO. شالوم، من أجل المساعدة في إظهار الأسلوب. تقدير خاص يذهب إلى اليعازر كوستي لإقامة أنظمة الطيران في المختبر. وأيد هذا العمل من قبل مؤسسة العلوم اسرائيل (384/14) وكوري الوظيفي التكامل المنح ماري (CIG 631127).
Materials
| Polystyrene 25 x 95mm Vials | FlyStuff | 32-109 | |
| narrow plastic vials flugs | FlyStuff | 42-102 | |
| Disposable Sterile Needle 18G and 27G | can be acquired by any company | 1.20 X 38mm (18Gx1 1/2") , 0.40 X 13mm (27Gx1/2") | |
| 10x75mm Borosilicate Glass Disposable Culture Tubes | kimble chase | 73500-1075 | |
| calibrated pipets 5ul (microliter) | VWR | 53432-706 | color coded white to contain 5 microliters |
| Mineral Oil | Sigma-Aldrich | M5904 | |
| Sucrose, Molecular Biology Grade | CALBIOCHEM | 573113 | |
| Yeast extract Powder for microbiology | can be acquired by any company | ||
| Ethanol | Sigma-Aldrich | 32221 | |
| standard pipette Tips (micro-pipets) | ThermScientific | T114R-Q | volume- 0.1-20 ul Ultra micro |
| IDENTI-PLUGS (Foam Tube Plugs) | Jaece | L800-A | fits opening 6 to 13mm |
| IDENTI-PLUGS (Foam Tube Plugs) | Jaece | L800-D | fits opening 35 to 45mm |
| virginator fly stock | bloomington drosophila stock center | #24638 | |
| Narrow Vials, Tray Pack (PS) | Genesee Scientific Corporation | # 32-109BR | |
| Drosophila Media Recipes and Methods | Bloomington Drosophila Stock Center | http://flystocks.bio.indiana.edu/Fly_Work/media-recipes/molassesfood.htm | |
| propionic acid | Sigma-Aldrich | P5561 | |
| phosphoric acid | Sigma-Aldrich | W290017 | |
| Methl 4-Hydroxybenzoate | Sigma-Aldrich | H3647 | |
| Agar Agar | can be acquired by any company | ||
| corn meal | can be acquired by any company | ||
| Grandma's molasses | B&G Foods, Inc | not indicated | |
| instant dry yeast | can be acquired by any company | ||
References
- Robinson, G. E., Fernald, R. D., Clayton, D. F. Genes and social behavior. Science. 322, 896-900 (2008).
- Koob, G. F. Neurobiological substrates for the dark side of compulsivity in addiction. Neuropharmacol. 56, 18-31 (2009).
- Kaun, K. R., Devineni, A. V., Heberlein, U. Drosophila melanogaster as a model to study drug addiction. Hum Genet. 131, 959-975 (2012).
- Devineni, A. V., Heberlein, U. Addiction-like behavior in Drosophila. Commun Integr Biol. 3, 357-359 (2010).
- Shohat-Ophir, G., Kaun, K. R., Azanchi, R., Mohammed, H., Heberlein, U. Sexual deprivation increases ethanol intake in Drosophila. Science. 335, 1351-1355 (2012).
- Devineni, A. V., Heberlein, U. Preferential ethanol consumption in Drosophila models features of addiction. Curr Biol : CB. 19, 2126-2132 (2009).
- McBride, S. M., et al. Mushroom body ablation impairs short-term memory and long-term memory of courtship conditioning in Drosophila melanogaster. Neuron. 24, 967-977 (1999).
- Ejima, A., Smith, B. P., Lucas, C., Levine, J. D., Griffith, L. C. Sequential learning of pheromonal cues modulates memory consolidation in trainer-specific associative courtship conditioning. Curr Biol. 15, 194-206 (2005).
- Ejima, A., et al. Generalization of courtship learning in Drosophila is mediated by cis-vaccenyl acetate. Curr Biol. 17, 599-605 (2007).
- Keleman, K., Kruttner, S., Alenius, M., Dickson, B. J. Function of the Drosophila CPEB protein Orb2 in long-term courtship memory. Nat Neurosci. 10, 1587-1593 (2007).
- Kaun, K. R., Azanchi, R., Maung, Z., Hirsh, J., Heberlein, U. A Drosophila model for alcohol reward. Nat Neurosci. 14, 612-619 (2011).
- Xu, S., et al. The propensity for consuming ethanol in Drosophila requires rutabaga adenylyl cyclase expression within mushroom body neurons. Genes Brain Behav. 11, 727-739 (2012).
- Devineni, A. V., Heberlein, U. The evolution of Drosophila melanogaster as a model for alcohol research. Annu Rev Neurosci. 36, 121-138 (2013).
- Ro, J., Harvanek, Z. M., Pletcher, S. D. FLIC: high-throughput, continuous analysis of feeding behaviors in Drosophila. PloS one. 9, 101107 (2014).
- Itskov, P. M., et al. Automated monitoring and quantitative analysis of feeding behaviour in Drosophila. Nat Commun. 5, 4560 (2014).
- Yapici, N., Cohn, R., Schusterreiter, C., Ruta, V., Vosshall, L. B. A Taste Circuit that Regulates Ingestion by Integrating Food and Hunger Signals. Cell. 165, 715-729 (2016).
- Peru, Y. C., et al. Long-lasting, experience-dependent alcohol preference in Drosophila. Addict Biol. 19, 392-401 (2014).
- Dus, M., et al. Nutrient Sensor in the Brain Directs the Action of the Brain-Gut Axis in Drosophila. Neuron. 87, 139-151 (2015).
- Anderson, D. J., Adolphs, R. A framework for studying emotions across species. Cell. 157, 187-200 (2014).
- Gibson, W. T., et al. Behavioral responses to a repetitive visual threat stimulus express a persistent state of defensive arousal in Drosophila. Curr Biol. 25, 1401-1415 (2015).
