Summary

Una manera sencilla de medir alteraciones en el comportamiento de búsqueda de recompensa Uso<em> Drosophila melanogaster</em

Published: December 15, 2016
doi:

Summary

Se describe un protocolo para inducir gratificante y nonrewarding experiencias en moscas de la fruta (Drosophila melanogaster), utilizando el consumo voluntario de etanol como una medida de los cambios en los estados de recompensa.

Abstract

Se describe un protocolo para la medición de la autoadministración de etanol en las moscas de la fruta (Drosophila melanogaster) como sustituto de los cambios en los estados de recompensa. Demostramos una forma sencilla de aprovechar el sistema de recompensa mosca, modificar las experiencias relacionadas con la recompensa natural, y utilizar el consumo voluntario de etanol como una medida de los cambios en los estados de recompensa. El enfoque sirve como una herramienta importante para estudiar las neuronas y los genes que juegan un papel en la experiencia mediada por los cambios de estado interno. El protocolo se compone de dos partes bien diferenciadas: la exposición de las moscas a las experiencias gratificantes y nonrewarding, y ensayando el consumo voluntario de etanol como una medida de la motivación para obtener una recompensa de las drogas. Las dos partes se pueden usar independientemente para inducir la modulación de la experiencia como un paso inicial para más ensayos de aguas abajo o como un ensayo de alimentación de dos elección independiente, respectivamente. El protocolo no requiere una instalación complicada y por lo tanto se puede aplicar en cualquier laboratory con las herramientas básicas de cultivo de mosca.

Introduction

La modificación del comportamiento en respuesta a la experiencia permite a los animales para ajustar su comportamiento a los cambios en su entorno 1. Durante este proceso, los animales integrar su estado fisiológico interno con las condiciones cambiantes del entorno externo y, posteriormente, elegir una acción sobre otro para aumentar sus posibilidades de supervivencia y reproducción. Evolucionaron los sistemas de recompensa para motivar comportamientos que son necesarios para la supervivencia de los individuos y de las especies mediante el refuerzo de los comportamientos que mejoran la supervivencia inmediata, tales como comer o beber, o las que aseguran la supervivencia a largo plazo, tales como el comportamiento sexual o el cuidado de la descendencia 2. Compuestos artificiales como las drogas de abuso afectan también a los sistemas de recompensa por los caminos de los nervios de cooptación que median recompensas naturales 2.

Durante las dos últimas décadas, la mosca de la fruta Drosophila melanogaster se ha establecido como un modelo prometedor para el estudio de la Molecular y los mecanismos neuronales que están dando forma a los efectos del etanol sobre el comportamiento 3,4.

Anteriormente, hemos identificado un subconjunto de neuronas peptidergic en las moscas (receptor de NPF / la NPF (R), las neuronas) que las recompensas naturales par, como la experiencia sexual, a la motivación de obtener recompensas de drogas 5. NPF expresión es sensible tanto a las experiencias sexuales y recompensas de drogas, tales como la intoxicación por etanol. Los cambios en los niveles de expresión NPF se convierten a alteraciones en etanol autoadministración 5, donde la alta y baja reduce la NPF NPF aumenta la preferencia de consumir etanol. La activación de las neuronas NPF es gratificante para las moscas, ya que muestran una fuerte preferencia por un olor emparejado con la activación, que también se refleja por la disminución del consumo de etanol. Más importante, la activación de las neuronas NPF interfiere con la capacidad de las moscas para formar una asociación positiva entre la intoxicación etanol y una señal olor. La relación de causalidad entre la NPF / Rsistema, la memoria recompensa, y el consumo de etanol sugiere que uno puede usar etanol autoadministración como una medida de los cambios en los estados de recompensa 5.

En esta publicación se demuestra un enfoque integrado para aprovechar el sistema natural de recompensa mosca y los cambios en los estados de ensayo de muestras de recompensa. El enfoque consiste en dos partes separadas, un protocolo de entrenamiento para la manipulación de las experiencias naturales relacionadas con la recompensa, seguido de un ensayo de dos opciones de alimentación capilar (CAFE) para evaluar el etanol autoadministración como una estimación de los cambios en los estados de recompensa. El ensayo CAFE es análoga a los ensayos de la elección de dos botellas usadas en estudios con roedores para la autoadministración de drogas y se ha demostrado para reflejar ciertas propiedades de comportamiento de adicción similar en moscas 6.

Protocol

Nota: Visión general del diseño experimental: El diseño experimental incluye un protocolo adaptado para la supresión de cortejo 7-9 en el que las moscas macho están expuestos a experiencias gratificantes y nonrewarding en 3 sesiones de entrenamiento consecutivas en el transcurso de 4 d. Al final de la fase de la experiencia, las moscas se ponen a prueba en un ensayo de consumo de etanol voluntaria de dos elección para 3-4 d. El protocolo de la presente memoria incluye varios pasos preparatorios, algunos de los cuales se pue…

Representative Results

FPreviously, Devineni et al. mostraron que cuando moscas de la fruta se les da la opción de consumir alimentos que contiene etanol, muestran una fuerte preferencia por los alimentos que contiene etanol sobre nonethanol que contiene los alimentos 6. Aquí se presentan algunos resultados representativos que obtuvimos cuando el ensayo de la preferencia innata de etanol de moscas machos no tratados previamente que no se sometieron al protocolo de entrenamiento. <p cl…

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

Agradecemos a U. Heberlein y A. Devineni para las discusiones de larga duración y asesoramiento técnico. También se agradece a los miembros del laboratorio Shohat-Ophir, A. Benzur, L. Kazaz, y O. Shalom, por la ayuda con la demostración del método. agradecimiento especial va a Eliezer Costi para el establecimiento de los sistemas de moscas en el laboratorio. Este trabajo fue apoyado por la Fundación de Ciencias de Israel (384/14) y los Curie Becas de Integración de la carrera de Marie (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

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Cite This Article
Zer, S., Ryvkin, J., Wilner, H. J., Zak, H., Shmueli, A., Shohat-Ophir, G. A Simple Way to Measure Alterations in Reward-seeking Behavior Using Drosophila melanogaster. J. Vis. Exp. (118), e54910, doi:10.3791/54910 (2016).

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