अंतरिक्ष और समय में तापमान में परिवर्तन के जवाब में Drosophila के प्रदर्शन को निर्धारित करने के लिए एक स्वचालित विधि
Summary
यहाँ हम स्वचालित रूप से समय और अंतरिक्ष में तेजी से और सही तापमान परिवर्तन पैदा करता है कि एक प्रोग्राम तापमान नियंत्रित क्षेत्र का उपयोग कर बदलते तापमान पर Drosophila के हरकत प्रदर्शन का निर्धारण करने के लिए एक प्रोटोकॉल प्रस्तुत करते हैं ।
Abstract
तापमान एक सर्वव्यापी पर्यावरणीय कारक है कि कैसे प्रजातियों के वितरण और व्यवहार को प्रभावित करता है । Drosophila फल मक्खियों की विभिन्न प्रजातियों उनके शारीरिक सहिष्णुता और अनुकूलन क्षमता के अनुसार तापमान को बदलने के लिए विशिष्ट प्रतिक्रियाओं है । Drosophila मक्खियों भी एक तापमान संवेदन प्रणाली है कि ectotherms में तापमान प्रसंस्करण के तंत्रिका आधार को समझने के लिए मौलिक हो गया है के अधिकारी । हम यहां एक तापमान नियंत्रित क्षेत्र है कि अस्थाई और स्थानिक नियंत्रण के साथ तेजी से और सटीक तापमान परिवर्तन की अनुमति के लिए अलग मक्खियों की प्रतिक्रिया का पता लगाने के तापमान को बदलने के लिए वर्तमान । व्यक्तिगत मक्खियों के क्षेत्र में रखा जाता है और वरीयताओं को निर्धारित करने के लिए एक ही समय में प्रतिक्रिया मानदंडों या स्थानिकी वितरित तापमान निर्धारित करने के लिए तापमान में एकरूप क्रमिक वृद्धि के रूप में पूर्व क्रमादेशित तापमान चुनौतियों, के लिए उजागर कर रहे हैं । व्यक्तियों स्वचालित रूप से ट्रैक कर रहे हैं, गति या स्थान वरीयता के ठहराव की अनुमति । इस विधि को तेजी से तापमान की एक बड़ी रेंज पर प्रतिक्रिया यों तो Drosophila या समान आकार के अंय कीड़ों में तापमान प्रदर्शन घटता निर्धारित करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है । इसके अलावा, यह आनुवंशिक अध्ययनों के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है तापमान वरीयताओं और म्यूटेंट या जंगली प्रकार मक्खियों की प्रतिक्रियाओं यों तो । इस विधि थर्मल speciation और अनुकूलन के आधार को उजागर करने में मदद कर सकते हैं, साथ ही तापमान प्रसंस्करण के पीछे तंत्रिका तंत्र ।
Introduction
तापमान एक निरंतर पर्यावरणीय कारक है कि कैसे जीवों समारोह को प्रभावित करता है और1व्यवहार है । अक्षांश और ऊंचाई में मतभेद जलवायु के प्रकार में अंतर करने के लिए सीसा जीव को उजागर कर रहे हैं, जो2तापमान,3के लिए अपनी प्रतिक्रियाओं के लिए विकासवादी चयन में परिणाम । जीवों रूपात्मक के माध्यम से विभिन्न तापमान का जवाब, शारीरिक, और व्यवहार रूपांतरों कि उनके विशेष वातावरण के तहत प्रदर्शन को अधिकतम4. उदाहरण के लिए, फल मक्खी Drosophila melanogasterमें, विभिन्न क्षेत्रों से आबादी विभिन्न तापमान वरीयताओं, शरीर के आकार, विकास के समय, दीर्घायु, fecundity, और चलने के प्रदर्शन में विभिन्न तापमान2 है ,5,6,7. विभिंन मूल के मक्खियों के बीच मनाया विविधता आनुवंशिक भिंनता और प्लास्टिक जीन8,9अभिव्यक्ति द्वारा भाग में समझाया गया है । इसी तरह, विभिंन क्षेत्रों से Drosophila प्रजातियों के तापमान ढाल के बीच अलग ढंग से वितरित और चरम गर्मी और शीत परीक्षणों के प्रतिरोध में मतभेद दिखाने के10,11,12।
Drosophila भी हाल ही में चुनाव के मॉडल को आनुवंशिक और तापमान धारणा13,14, 15,16,17के तंत्रिका आधार को समझने के लिए बन गया है । मोटे तौर पर, वयस्क मक्खियों में ठंड और गर्म परिधीय तापमान सेंसर के माध्यम से और मस्तिष्क में तापमान सेंसर के माध्यम से तापमान अनुभव13,14,15,16 , 17 , 18 , 19 , 20. परिधि के लिए रिसेप्टर्स गर्म तापमान एक्सप्रेस Gr28b. d16 या Pyrexia21, जबकि परिधि शीत रिसेप्टर्स Brividoद्वारा विशेषता हैं14. मस्तिष्क में, तापमान TrpA115व्यक्त न्यूरॉन्स द्वारा संसाधित किया जाता है । इन रास्ते के म्यूटेंट पर व्यवहार अध्ययन कैसे तापमान संसाधित है और तंत्र है कि विभिंन क्षेत्रों से Drosophila की आबादी के बीच बदलती में अंतर्दृष्टि दे के बारे में हमारी समझ में सुधार कर रहे हैं ।
यहाँ हम तेजी से और सटीक तापमान परिवर्तन पैदा करता है कि एक तापमान नियंत्रित क्षेत्र का वर्णन. जांचकर्ताओं पूर्व कार्यक्रम इन परिवर्तनों को, जो मानवीय हस्तक्षेप के बिना मानकीकृत और दोहराने तापमान जोड़तोड़ के लिए अनुमति देता है कर सकते हैं । मक्खियों दर्ज की गई है और एक प्रयोग के विभिंन चरणों में अपनी स्थिति और गति निर्धारित करने के लिए विशेष सॉफ्टवेयर के साथ नज़र रखी । मुख्य माप इस प्रोटोकॉल में प्रस्तुत विभिंन तापमान पर चलने की गति है, क्योंकि यह शारीरिक प्रदर्शन है कि व्यक्तिगत थर्मल अनुकूलन क्षमता5की पहचान कर सकते है की एक पारिस्थितिकी प्रासंगिक सूचकांक है । एक साथ तापमान रिसेप्टर म्यूटेंट के साथ, इस तकनीक में मदद कर सकते हैं सेलुलर और जैव रासायनिक स्तर पर थर्मल अनुकूलन के तंत्र को प्रकट.
Protocol
Representative Results
Discussion
यहाँ हम एक स्वचालित तापमान नियंत्रित अखाड़ा प्रस्तुत किया है (चित्रा 1) कि समय और अंतरिक्ष में सटीक तापमान परिवर्तन का उत्पादन. इस विधि से न केवल पूर्व क्रमादेशित तापमान (चित्रा 2 ?…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
इस काम के हिस्से में ग्रोनिंगन विश्वविद्यालय के व्यवहार और संज्ञानात्मक तंत्रिका विज्ञान कार्यक्रम और Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología से एक स्नातक छात्रवृत्ति से एक छात्रवृत्ति द्वारा समर्थित किया गया था मेक्सिको से (CONACyT), Andrea को दी Soto-ेके, और समय के अध्ययन के लिए जॉन टेंपलटन फाउंडेशन से अनुदान Hedderik वान Rijn और जीन Christophe फौजों को संमानित किया । हम FlySteps ट्रैकर विकसित करने में उनकी भागीदारी के लिए पीटर Gerrit बोसमा के भी आभारी हैं ।
लिपियों TemperaturePhases, FlySteps, और FlyStepAnalysis पूरक जानकारी के रूप में और निंनलिखित अस्थाई और सार्वजनिक रूप से उपलब्ध लिंक में पाया जा सकता है:
https://dataverse.nl/privateurl.xhtml?token=c70159ad-4d92-443d-8946-974140d2cb78
Materials
| Arduino Due | Arduino | A000062 | Software RUG |
| Electronics Board | Ruijsink Dynamic Engineering | FF-Main-02-2014 | |
| Power supply Boost | XP-Power 48. V 65 W | ECS65US48 | Set to 53 Volt |
| Power supply Tile Heating | XP-Power 15. V 80 W | VFT80US15 | |
| Power supply Cooling | XP-Power 15. V 130 W | ECS130U515 | |
| Peltier elements | Marlow Industries | RC12-4 | 2 Elements, controlled DC feed |
| Heat sink | Fisher Technik | LA 9/150-230V | Decoupled for vibration |
| Temperature sensors | Measurement Specialties | MCD_10K3MCD1 | Micro Thermistor Probe |
| Copper block/tiles | Ruijsink Dynamic Engineering | FF-CB-01-2014 | |
| Auminum ring | Ruijsink Dynamic Engineering | FF-RoF-02-2015 | |
| Tesa 4104 white tape 25 x 66 mm | RS Components | 111-2300 | White conductive tape |
| Red LEDs | Lucky Ligt | ll-583vc2c-v1-4da | Wavelength between 625 nm, 20 mAmp and 6 V |
| Warm white LED strip | Ledstripkoning | HQ-3528-SMD | 60 LEDs per meter |
| Switch Power Supply | Generic | T-36-12 | |
| Logitech c920 | Logitech Europe S.A | PN960-001055 | |
| QuickTime Player | Apple Computer | Recording program | |
| Tracking analysis software | R | Packages: pacman | |
| Tracking analysis software | MATLAB | ||
| Thermal Imaging | FLIR T400sc | ||
| Graphs and Statisticts Software | Graph Pad Prism | ||
| Sigmacote | Sigma-Aldrich | SL2-100ML | Siliconising agent |
| Fly rearing bottles | Flystuff | 32-130 | 6oz Drosophila stock bottle |
| Flypad | Flystuff | 59-114 | |
| Fly rearing vials | Dominique Dutscher | 789008 | Drosophila tubes narrow 25×95 mm |
| Incubator | Sanyo | MIR-154 | |
| Magnetic hot plate | Heidolph | 505-20000-00 | MR Hei-Standard |
| Agar | Caldic Ingredients B.V. | 010001.26.0 | |
| Glucose | Gezond&wel | 1019155 | Dextrose/Druivensuiker |
| Sucrose | Van Gilse | Granulated sugar | |
| Cornmeal | Flystuff | 62-100 | |
| Wheat germ | Gezond&wel | 1017683 | |
| Soy flour | Flystuff | 62-115 | |
| Molasses | Flystuff | 62-117 | |
| Active dry yeast | Red Star | ||
| Tegosept | Flystuff | 20-258 | 100% |
Referências
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