Assay mit hohem Durchsatz Eiablage Präferenzen der einzelnen zu untersuchen<em> Drosophila melanogaster</em
Summary
This protocol describes a high throughput assay for testing egg-laying preferences of Drosophila melanogaster at single-animal resolution. This assay provides a simple, efficient, and scalable platform to identify genes and circuit components that control a simple decision-making process.
Abstract
Vor kurzem Eiablage bevorzugt von Drosophila als genetisch manipulierbaren Modell entstand die neuronale Grundlage einfacher Entscheidungsprozesse zu studieren. Bei der Auswahl von Standorten um ihre Eier abzulegen, sind weibliche Fliegen der Lage, die relative Attraktivität ihrer Optionen Ranking und die Auswahl von "größeren von zwei Waren." Allerdings sind die meisten Eiablage bevorzugt Assays sind nicht praktisch, wenn man will, eine systematische genetische Screening-Ansatz zu übernehmen für die Schaltung Basis zu suchen, diese einfache Entscheidungsprozess zugrunde liegen, wie sie sind populationsbasierte und arbeitsaufwendig einzurichten. Um den Durchsatz des Studiums der Eiablage Präferenzen der einzelnen Frauen zu erhöhen, entwickelten wir individuelle Kammern, die jeweils gleichzeitig Assay Eiablage Vorlieben von bis zu dreißig Einzel sowie ein Protokoll fliegt, die jedes Weibchen sorgt für eine hohe Eiablagerate (so dass ihre Präferenz ist leicht erkennbar und überzeugender). Unser Ansatz ist einfach auszuführenund produziert sehr konsistente Ergebnisse. Darüber hinaus können diese Kammern mit verschiedenen Aufsätzen ausgestattet werden, um Video die Eiablage Tiere Aufnahme zu ermöglichen und Licht für die Optogenetik Studien zu liefern. Dieser Artikel enthält die Baupläne für diese Kammern Herstellung und das Verfahren zur Herstellung der Fliegen in diesen Kammern untersucht werden.
Introduction
Drosophila melanogaster is a powerful genetic model organism to study the neural basis of behaviors. The rapid developments of genetic tools to manipulate neurons in a targeted manner and the emergence of sophisticated behavioral analysis tools have significantly improved our ability to dissect the circuit mechanisms that underlie the sensory-motor transformation processes of several innate and learned behaviors1-3.
Drosophila egg-laying is a suitable model to study the neural basis of simple decision making processes. In particular, Drosophila females have been shown to possess the ability to compare and rank their options before “committing” to depositing an egg onto a given option4-8. For example, when given only a plain (sucrose-free) substrate or only a sucrose-containing substrate, females readily accept either option for egg-laying. However, when presented with both options, females robust reject the sucrose substrate in some contexts7,9,10. Relatively little is known about the neural mechanisms that allow females to “choose the greater of two goods”, however. A major obstacle has been the lack of an efficient method to assay egg-laying preferences such that one can use a systematic genetic screening approach to study this problem.
In this report, we describe the protocol we developed that allows egg-laying preferences of females to be assayed at single-animal resolution and with substantially improved throughput and consistency over previous methods. Specifically, we provide the blueprints for constructing the chambers we designed, the protocol for preparing the females so that each is primed to lay many eggs, and the protocol for using the chambers.
Protocol
Representative Results
Discussion
Die Kammern und Protokolle hier beschrieben haben mehrere Verbesserungen gegenüber früheren Eiablage Assays. Erstens erhöhen sie den Durchsatz erheblich Präferenzen der einzelnen Tiere Untersuchung. Jede Kammer kann 30 einzelne Frauen-Assay und es dauert weniger als eine Stunde einzurichten. Zweitens erhöhen sie die Konsistenz der Eiablage Präferenzen gegenüber früheren Methoden. Die Standardisierung der Abmessungen der Arena, Größe der Eiablage Substrate und Abstand zwischen den Substraten macht es leichter, …
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
We thank the Duke Physics Shop, especially Phil Lewis, for helping us build the behavioral apparatus and attachments and creating the drawing. This work is funded by the National Institutes of Health under award number R01GM100027.
Materials
| UltraPure Agarose | Invitrogen | 16500-500 | |
| Sucrose | Sigma | S0389 | |
| Water bath | Fisher | 15-462-6Q | |
| LifeCam Cinema webcam | Microsoft | H5D-00013 | |
| Red LEDs | Cree | C503B-RAN-CA0B0AA1 | |
| Egg-laying chambers | Custom Built | ||
| Camera holders | Custom Built | ||
| LED holders | Custom Built | ||
| Fly vials (narrow) | Genesee | 32-116BC |
Referências
- Perisse, E., Burke, C., Huetteroth, W., Waddell, S. Shocking revelations and saccharin sweetness in the study of Drosophila olfactory memory. Curr. Biol. 23 (17), 752-763 (2013).
- Yamamoto, N. C., Koganezawa, M. Genes and circuits of courtship behaviour in Drosophila males. Nat. Rev. Neurosci. 14 (10), 681-692 (2013).
- Zwarts, L., Versteven, M., Callaerts, P. Genetics and neurobiology of aggression in Drosophila. Fly. 6 (1), 35-48 (2012).
- Joseph, R. M., Devineni, A. V., King, I. F., Heberlein, U. Oviposition preference for and positional avoidance of acetic acid provide a model for competing behavioral drives in Drosophila. Proc. Natl. Acad. Sci. 106 (27), 11352-11357 (2009).
- Miller, P. M., Saltz, J. B., Cochrane, V. A., Marcinkowski, C. M., Mobin, R., Turner, T. L. Natural variation in decision-making behavior in Drosophila melanogaster. PLoS One. 6 (1), 16436 (2011).
- Schwartz, N. U., Zhong, L., Bellemer, A., Tracey, W. D. Egg-laying decisions in Drosophila are consistent with foraging costs of larval progeny. PloS One. 7 (5), 37910 (2012).
- Yang, C. H., Belawat, P., Hafen, E., Jan, L. Y., Jan, Y. N. Drosophila egg-laying site selection a system to study simple decision-making processes. Science. 319 (5870), 1679-1683 (2008).
- Kacsoh, B. Z., Lynch, Z. R., Mortimer, N. T., Schlenke, T. A. Fruit flies medicate offspring after seeing parasites. Science. 339 (6122), 947-950 (2013).
- Wu, C. -. L., Fu, T. -. F., Chou, Y. -. Y., Yeh, S. -. R. A Single Pair of Neurons Modulates Egg-Laying Decisions in Drosophila. PloS one. 10 (3), e0121335 (2015).
- Yang, C. H., He, R., Stern, U. Behavioral and circuit basis of sucrose rejection by Drosophila females in a simple decision-making task. J. Neurosci. 35 (4), 1396-1410 (2015).
- Gou, B., Liu, Y., Guntur, A. R., Stern, U., Yang, C. H. Mechanosensitive neurons on the internal reproductive tract contribute to egg-laying induced acetic acid attraction in Drosophila. Cell Rep. 9 (2), 522-530 (2014).
- Stern, U., Zhu, E. Y., He, R., Yang, C. H. Long-duration animal tracking in difficult lighting conditions. Sci. Rep. 5, 10432 (2015).
- Zhu, E. Y., Guntur, A. R., He, R., Stern, U., Yang, C. H. Egg-laying demand induces aversion of UV light in Drosophila females. Curr. Biol. 24 (23), (2014).
- Branson, K., Robie, A. A., Bender, J., Perona, P., Dickinson, M. H. High-throughput ethomics in large groups of Drosophila. Nat. Methods. 6, 451-457 (2009).
- Klatpoetke, N. C., et al. Independent Optical Excitation of Distinct Neural Populations. Nat. Methods. 11 (3), 338-346 (2014).
