ショウジョウバエ成虫連想メモリを測定する方法について説明する。アッセイは、負の強化(電気ショック)を提示した後、メモリを測定することができるように、後でこの情報を呼び出し臭気を関連付けるハエの能力に基づいている。
ショウジョウバエは、このように大幅に認知疾患1-7に関与する分子メカニズムの解明を含め、メモリの理解を容易にする、40年以上にわたり、古典的条件付け実験に使用されている。学習と記憶は、大人可塑性遺伝子1-7の寄与を測定するために、神経発達遺伝子8-10とハエにおけるの効果を研究するために幼虫でアッセイすることができる。さらに、 ショウジョウバエの短い寿命は加齢に伴う記憶障害5,11-13を仲介する遺伝子の解析が容易になる。 ショウジョウバエ神経系を細分多くの誘導性プロモーターの利用可能性は、いつ、どこで、目的の遺伝子は、通常のメモリと同様に強化信号3,4,14,16の異なる側面の中継に必要とされるかを決定することを可能にする。
大人のショウジョウバエでメモリを学ぶことの詳細な分析が可能に行動と関連する回路および長期記憶15 -17の測定。成虫段階の長さは、メモリ3-6,11-13,15-21上の加齢および神経変性疾患の効果を決定することに加えて、メモリの長期的、遺伝的、行動、食事および薬理学的操作に対応しています。
古典的条件付けは、動物によって相互に関連付けられているようになるの中性臭気キュー(条件刺激、CS +)の同時提示と強化刺激、 例えば 、感電、ショ糖、(無条件刺激、US)によって誘導される1,16。第二条件刺激(CSが– )、その後、米国なしで提示されている。テストフェーズでは、 ショウジョウバエを同時にCS +とCS-臭いされています。 ショウジョウバエ臭気の間で選択するための時間を提供した後、動物の分布が記録される。この手順はアル安値は確実に条件刺激のいずれかのための生得的な好みによって導入された偏りなく測定することが、嫌悪や食欲調節を連想。各種制御実験はまた、全ての遺伝子型は、臭いや単独の強化に正常に応答するかどうかを試験するために行われる。
ここで紹介する方法は、いくつかの小さな変更を1とタリーとクインによって記載されているものである。ハエが第一段階で訓練されており、訓練を受けたハエは、第2段階でテストされています。実験は2段階で行われます。トレーニング中、ハエのグループが同時に臭気にさらされている1(CS +)とトレーニングチューブ内の電気ショック(US)。電気ショックなしで–ハエはその後臭い2(CS)を受け取る。ショック特定の臭いのこの単一のペアリングが1サイクルトレーニングと呼ばれ、最も頻繁に使用される臭気は、4 – メチルシクロヘキサノール(MCH)および3 – オクタノール(OCT)である。
1サイクル訓練は、最大7時間を検出することができるメモリの不安定相の形成をもたらす;ただし、メモリは通常、学習、取得又は2分のメモリと呼ばれるものを決定するために、すぐにテストされています。 30分または1時間で測定されたメモリが、一方、短期記憶と呼ばれ3時間のメモリは、中期メモリと呼ばれる。トレーニングサイクル(間隔の訓練)との間のギャップを反復的な訓練サイクルハエの露出はCREB転写依存しており、週まで持続長期記憶の連結形につながる。ギャップのないトレーニング(密集訓練)は、典型的には、訓練7,13,15-17,20,21 5サイクルの24時間後に測定される長期記憶と同様に、麻酔耐性記憶(ARM)の形成をもたらす。
このアプローチでは、メモリのこれらの異なる位相におけるさまざまな遺伝子の変異の効果を決定することができる。特定のニューロンの神経活動の活性化やブロックする軽または温度感受性遺伝子のプロモーター駆動発現は、人は記憶獲得、統合と検索3,4,11,15,16,20のために必要とされる神経細胞を調べることができます22-24。このFので加齢に伴う記憶障害を研究する際に、1時間でのメモリーは、一般的に測定され、メモリのORMは11-13高齢化の影響を特に受けが表示されます。行動的および遺伝的コントロールの完全な範囲は、性能不良が原因で中央メモリ欠陥やショックや嗅覚キュー5-7を感知するハエを防ぎ、末梢感覚欠陥であるかどうかを決定するために、例えば、メモリの実験を用いて行われる1〜7、25,26。
ここに提示ショウジョウバエ成体嗅覚ショック学習アッセイは、長期メモリ15〜17を含むメモリの異なる位相を、根底にある分子メカニズムの分析を可能にする。同様に概日リズム18の効果の決定など、メモリ上に19、ダイエット20,21、老化11-13、神経変性疾患5と薬物治療5,6,19眠る 。
多くの強力なアプローチは、最近、ハエ3,4,7,11,16,27に嗅覚記憶を仲介する神経回路の機能イメージングのために開発されている。これらの光遺伝学的技術は、ショウジョウバエ 14,16で利用可能な異なるプロモーターの膨大なレパートリーを使用しています。これらのプロモーターは、メモリ·トレース上の特定の遺伝子変異の影響を研究するために、メモリニューロン16,27に遺伝的にコードされたカルシウムおよびcAMPレポーターを発現するために使用される。
目成人では、条件付きプロモーターおよび変異のEの使用はメモリ3,4,6,7,13,14における遺伝子産物のポスト発達役割の研究を可能にする。イメージングと行動のアプローチは、さらにその機能を解明するために、メモリ回路11,14,16,22-24の異なるニューロンを刺激するかまたは阻害するために光-及び熱活性化チャネルと組み合わせることができます。また、キノコ体メモリニューロンは、 ショウジョウバエ嗅覚メモリ29をモデル化するために使用されている全細胞パッチクランプ記録28、および数学的計算技術にアクセス可能である。
ここで紹介する連想メモリ·プロトコルの異なる形と組み合わせるこれらの実験の進歩は、老化や病気、 ショウジョウバエは 、罰、モチベーション、中毒に報いるために応答して発生連想メモリ内molecular-と回路レベルの変化をモデル化するために使用できるようにする5,6,11-13,16,30-31。
The authors have nothing to disclose.
私たちは、ハエ株についてブルーミントンストックセンターを認めている。この作品は、BBSRC(BB / G008973 / 1)からの研究助成金によってサポートされていました。
Materials | Source | Cat. No. | |
3-Octanol | Sigma | 218405 | |
4-Methyl cyclohexanol | Sigma | 15,309-5 | |
Benzaldehyde | Sigma | 418099 | |
Mineral Oil | Fluka | BP2629-1 | |
Hexyl acetate | Sigma | 108154 | |
Fructose | Sigma | F0127 | |
Agarose | Bioline | BIO-41025 |