Свет Анализ предпочтений по изучению врожденных и суточного Регулируемые Photobehavior в<em> Drosophila</em> Личинки
Summary
Здесь мы опишем свет-темнота предпочтение тест на личинки дрозофилы. Этот препарат обеспечивает информацию о врожденных и регулирования циркадных светочувствительных и обработки photobehavior.
Abstract
Свет выступает в качестве экологического сигнала для управления поведением животных на различных уровнях. Дрозофилы личиночной нервной системы используется как уникальная модель ответить на основные вопросы о том, как свет информация обрабатывается и распределяется между быстрым и циркадные поведения. Личинок Drosophila отображения стереотипное поведение избежания при воздействии света. Для исследования поведения света зависит сравнительно простые свет-темнота тесты предпочтения могут быть применены. У позвоночных и членистоногих нейронных путей, участвующих в зондирования и обработки визуальной входы частично пересекаются с обработкой светового циркадные информации. Интересный вопрос о том, как светочувствительные системы и циркадных системы взаимодействуют держать поведенческие выходы координируется остается мало изученной. Дрозофилы влияют биологические модели подходить к этим вопросам, в связи с небольшим числом нейронов в головном мозге и наличие генетических инструментов для нейронов MANIPULAtion. Представленные свет-темнота предпочтение анализа позволяет исследовать спектр визуальных поведения, включая контроль циркадных фототаксиса.
Introduction
Здесь мы опишем поведенческого анализа, основанного на личиночной предпочтение темным (или света). Личинки реагируют с сильным и фотонегатив стереотипные реакции во время кормления этапах (до начала L1 L3) 1. Анализ направлен на оценку photophobic поведение личинок и сравнивает светлого или темного предпочтение группы личинок свободно перемещаться в чашке Петри покрытых агаром. Такой поведенческий анализ не только предоставляет информацию о чувствительности, интеграции и временных пластичность зрительной системы, она также обеспечивает подсказки о том, чувствительность к свету и его процесс контролируется циркадные системы.
Глаз дрозофилы личиночной (также называемые Bowlig органной; BO), является основным органом для восприятия света. Каждый глаз состоит из 12 фоторецепторов (PR), восемь ОР выразить зеленый чувствительных rhodopsin6 (RH6) и четыре ОР выразить сине-чувствительные rhodopsin5 (RH5) 2,3. В дополнение к ОР, ALSО классе IV multidendritic нейронов, которые охватывают личиночной стенки тела, были определены в ответ на вредные интенсивности света 4,5. Известно также, что кардиостимулятора нейронов расположены в центральной личиночной мозга выражают светочувствительных белков криптохрома (Cry), который действует как внутренние часы синий датчик света в мозге 6,7. Интересно photophobicity диких животных типа показывает циркадный компонент в различные моменты времени в течение дня и ночи при тестировании с этим анализом. Ответы на свете нагула личинок L3 показал сильнее photophobicity на рассвете и нижней photophobicity в сумерках при испытании на свет-темнота предпочтение 7. Интересно только Rh5-PRS необходимы для избежания света, в то время Rh6-PRS необязательны. Оба, Rh5-ОР и Rh6-PRS участвуют в сбросе молекулярных часов света 8. Cry путей должно быть согласовано с другими светочувствительных пути, чтобы организовать соответствующие поведенческие выход втечение дня. Ацетилхолина в ОР, играет существенную роль в свете поведения расторжения договора, а также увлечение молекулярных часов. Блокирование ацетилхолина нейротрансмиссией от ПР циркадные нейроны кардиостимулятора снижает photophobic ответ в свет-темнота предпочтение анализа 8. Используя тот же анализ, две симметричные пары нейронов недавно были определены для переключения света предпочтение третьего личиночного возраста дрозофилы 9. Эти две пары нейронов может функционировать в конце личиночной стадии, когда животные оставляют еду предположительно найти подходящий сайт pupariation. Тем не менее, вопрос о том, зрительных путей взаимодействия и контроля личиночной визуальное поведение в циркадных образом остается в значительной степени без ответа. Свет анализа предпочтения позволяет проводить сравнения между циркадные моменты времени, Шнуры и циркадные государством под различные качества света. Анализ может быть легко получено и недорогой и была полезна Ранее яN несколько лабораторий для описания и изучения свете полученных поведения в личинку.
Protocol
Representative Results
Discussion
Тест светлых предпочтения описано использует личиночной врожденной photobehavior. Анализ легко установить, позволяет много повторений по низкой цене и получаем информацию о свете зондирования и обработки. Экспериментальная парадигма позволяет относительно быстро количественная, сколько …
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Мы благодарим наших коллег на кафедре биологии Университета Фрибурга за плодотворные дискуссии. Мы благодарим Центр Блумингтон со лету для обеспечения запасов. Работа выполнена при финансовой поддержке Швейцарского национального научного фонда (PP00P3_123339) и Velux Фонд SGS
Materials
| Name of Reagent/Material | Company | Catalog Number | Comments |
| Agar | Sigma-Aldrich | A5093-500G | 2.5%; Sigma-Aldrich, 9471 Buchs, Switzerland |
| Petri dishes | Greiner Bio-One GmbH | 633180 | 90-mm diameter; Greiner Bio-One GmbH, 4550 Kremsmeinster, Austria |
| LEDs Lamp | OSARAM | 80012 White | LED lamp, 80012 White |
| Environment Meter | PCE | PCE EM882 | Lux, Temp, RH% |
| Thermostatic cabinet | Aqua Lytic (Liebherr) | ET636-6 | |
| Light timer | Timer T | 6185.104 | 230V/50HZ (check specifications for your country) |
| Universal thermostat | Conrad | UT200 | |
| Humidifier | Boneco | ||
| Balck tape | Tesa | 5 cm | |
| Glue | Uhu | ||
| lncubator lamp | Phillips | Softtone | 5W |
| Timer clock | Ziliss | Ziliss, Switzerland | |
| Excel Software | Microsoft | Excel | |
| Origin Software 8.5 | OriginLab | ||
| Backer Yeast | Migros Switzerland | ||
| Iron support stand 17X28CM | Fisher Scientific | S47808 | |
| Acetic acid | Sigma Aldrich | A6283-100ML | 20% acetic acid dilluted in H2O |
| Red light lamp | Phillips | PFE712E*8C | |
| Spatula | Fisher Scientific | 14-373-25A | |
| Power supply | EA | EA PS 2042-06B | Optional |
| Aluminium foil | Prix Coop | ||
| Heater | GOON | NSB200C | |
| Microwave Oven | Intertronic | ||
| Standard corn meal fly food | |||
| Destilled water |
Referências
- Sawin-McCormack, E. P., Sokolowski, M. B., Campos, A. R. Characterization and genetic analysis of Drosophila melanogaster photobehavior during larval development. J. Neurogenet. 10, 119-135 (1995).
- Sprecher, S. G., Pichaud, F., Desplan, C. Adult and larval photoreceptors use different mechanisms to specify the same Rhodopsin fates. Genes Dev. 21, 2182-2195 (2007).
- Sprecher, S. G., Desplan, C. Switch of rhodopsin expression in terminally differentiated Drosophila sensory neurons. Nature. 454, 533-537 (2008).
- Xiang, Y., et al. Light-avoidance-mediating photoreceptors tile the Drosophila larval body wall. Nature. 468, 921-926 (2010).
- Diaz, N. N., Sprecher, S. G. Photoreceptors: unconventional ways of seeing. Curr. Biol. 21, R25-R27 (2011).
- Emery, P., et al. Drosophila CRY is a deep brain circadian photoreceptor. Neuron. 26, 493-504 (2000).
- Mazzoni, E. O., Desplan, C., Blau, J. Circadian pacemaker neurons transmit and modulate visual information to control a rapid behavioral response. Neuron. 45, 293-300 (2005).
- Keene, A. C., et al. Distinct visual pathways mediate Drosophila larval light avoidance and circadian clock entrainment. J. Neurosci. 31, 6527-6534 (2011).
- Gong, Z. F., et al. Two Pairs of Neurons in the Central Brain Control Drosophila Innate Light Preference. Science. 330, 499-502 (2010).
- Lilly, M., Carlson, J. smellblind: a gene required for Drosophila olfaction. Genética. 124, 293-302 (1990).
- Bodenstein, D., Demerec, M. The postembryonic development of Drosophila. Biology of Drosophila. , 275-367 (1950).
- Pittendrigh, C. S. Circadian systems: Entrainment. Biological Rhythms. 4 Handbook of Behavioral Neurobiology, 95-124 (1981).
- Collins, B., Kane, E. A., Reeves, D. C., Akabas, M. H., Blau, J. Balance of Activity between LN(v)s and Glutamatergic Dorsal Clock Neurons Promotes Robust Circadian Rhythms in Drosophila. Neuron. 74, 706-718 (2012).
- Keene, A. C., Sprecher, S. G. Seeing the light: photobehavior in fruit fly larvae. Trends Neurosci. 35, 104-110 (2012).
- von Essen, A. M., Pauls, D., Thum, A. S., Sprecher, S. G. Capacity of visual classical conditioning in Drosophila larvae. Behav. Neurosci. 125, 921-929 (2011).
