Metodi per test Drosophila Comportamento
Summary
Drosophila melanogaster è un sistema genetico e comportamentale del modello trattabile che è stato utilizzato per comprendere le basi molecolari e cellulari di molti importanti processi biologici per oltre un secolo 1. Drosophila è stata ben sfruttata per acquisire conoscenze in base genetica del comportamento mosca.
Abstract
Drosophila melanogaster, il moscerino della frutta, è stato utilizzato per studiare i meccanismi molecolari di una vasta gamma di malattie umane come il cancro, malattie cardiovascolari e le varie malattie neurologiche 1. Abbiamo ottimizzato i test comportamentali semplici e robuste per la determinazione locomozione larvale, la capacità di arrampicata per adulti (test RING), e comportamenti di corteggiamento di Drosophila. Questi test comportamentali sono ampiamente applicabile per studiare il ruolo dei fattori genetici e ambientali sul comportamento fly. Capacità di scansione larvale può essere attendibilmente utilizzato per determinare i cambiamenti nelle fasi iniziali nelle abilità di larve striscianti Drosophila e anche per l'esame effetto di farmaci o geni di malattie umane (in mosche transgeniche) sul loro locomozione. Il saggio scansione larvale diventa più applicabile se l'espressione o la soppressione di un gene provoca mortalità negli stadi pupa o adulto, in quanto queste mosche non riescono a sopravvivere fino all'età adulta, dove altrimenti potrebbero essere valutati. Questo di base unssay può essere utilizzato anche in combinazione con la luce o di stress per esaminare ulteriori risposte comportamentali in larve di Drosophila. Comportamento di corteggiamento è stato ampiamente usato per studiare le basi genetiche del comportamento sessuale, e può essere utilizzato anche per esaminare l'attività e il coordinamento, così come l'apprendimento e la memoria. Corteggiamento Drosophila comporta la sostituzione di diversi stimoli sensoriali tra visivo, uditivo, e segnali chemosensoriali tra maschi e femmine che portano a una complessa serie di comportamenti motori ben caratterizzati che culminano in copula di successo. Saggi di arrampicata per adulti tradizionali (geotassi negativi) sono noiosi, lavoro intensivo, e richiede tempo, con variazioni significative tra i diversi studi 2-4. La rapida iterativo geotassi negativi (RING) saggio 5 ha molti vantaggi rispetto a protocolli più ampiamente impiegati, fornendo un approccio velocità riproducibile, sensibile, e di alta quantificare locomotore adulti e negative geotassi behaviors. Nel saggio RING, genotipi diversi o trattamenti farmacologici possono essere testati contemporaneamente utilizzando gran numero di animali, con l'high-throughput approccio rende più suscettibili per gli esperimenti di screening.
Protocol
Discussion
Drosophila comportamento è strettamente regolato da fattori genetici e ambientali. Noi, e altri, hanno già utilizzato i saggi descritti qui per raccogliere i dati per esaminare i geni legati a volare comportamenti e per la salute umana le malattie neurodegenerative modellati in Drosophila 5-19. Per il saggio strisciando, attenta selezione di 3 rd instar larve è un passo fondamentale. Se il trattamento con un farmaco, ci vorranno 10-15 minuti (o più a seconda del tipo e natura …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Vorremmo ringraziare Astha Maltare per generare i dati crawling larvali. Vorremmo ringraziare il Dott. Nicholas Lanson Jr. per dare i suoi commenti sul manoscritto. Questo lavoro è stato sostenuto dal Centro Robert Packard per la SLA presso la Johns Hopkins (a UBP) e la sclerosi laterale amiotrofica Association (UBP) e R01MH083689 dal National Institutes of Mental Health (CDN).
Materials
| Name of the reagent | Company | Catalogue number |
| Sucrose | Fisher Scientific | S5-500 |
| Agarose | Invitrogen | 16500-500 |
| 6 oz Drosophila bottle | Genesee Scientific | 32-130 |
| Paint Brush (#1) | Ted Pella,Inc. | 11859 |
| Fly food components | ||
| Cornmeal | Fisher Scientific | NC9109741 |
| Agar | Genesee Scientific | 66-104 |
| Molasses | Fisher Scientific | NC9349176 |
| Propionic acid | Acros | 14930-0010 |
| Tegosept | Apex | 20-258 |
| Ethanol | Fisher Scientific | BP2818-4 |
| Yeast | Genesee Scientific | 62-107 |
References
- Pandey, U. B., Nichols, C. D. Human disease models in Drosophila melanogaster and the role of the fly in therapeutic drug discovery. Pharmacol. Rev. 63 (2), 411-436 (2011).
- Feany, M. B., Bender, W. W. A Drosophila model of Parkinson’s disease. Nature Mar. 23 (6776), 394-398 (2000).
- Auluck, P. K., Bonini, N. M. Pharmacological prevention of Parkinson disease in Drosophila. Nat. Med. 8 (11), 1185-1186 (2000).
- Whitworth, A. J., Theodore, D. A., Greene, J. C., Benes, H., Wes, P. D., Pallanck, L. J. Increased glutathione Stransferase activity rescues dopaminergic neuron loss in a Drosophila model of Parkinson’s disease. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 102 (22), 8024-8029 (2005).
- Gargano, J. W., Martin, I., Bhandari, P., Grotewiel, M. S. Rapid iterative negative geotaxis (RING): a new method for assessing age-related locomotor decline in Drosophila. Exp. Gerontol. 40 (5), 386-395 (2005).
- Lanson, N. A., Maltare, A., King, H., Smith, R., Kim, J. H., Taylor, J. P., Lloyd, T. E., Pandey, U. B. A Drosophila model of FUS-related neurodegeneration reveals genetic interaction between FUS and TDP-43. Hum. Mol. Genet. 20 (13), 2510-2523 (2011).
- Batlevi, Y., Martin, D. N., Pandey, U. B., Simon, C. R., Powers, C. M., Taylor, J. P., Baehrecke, E. H. Dynein light chain 1 is required for autophagy, protein clearance, and cell death in Drosophila. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 107 (2), 742-747 (2010).
- Sang, T. K., Chang, H. Y., Lawless, G. M., Ratnaparkhi, A., Mee, L., Ackerson, L. C., Maidment, N. T., Krantz, D. E., Jackson, G. R. A Drosophila model of mutant human parkin-induced toxicity demonstrates selective loss of dopaminergic neurons and dependence on cellular dopamine. J. Neurosci. 27 (5), 981-992 (2007).
- Stacey, S. M., Muraro, N. I., Peco, E., Labbé, A., Thomas, G. B., Baines, R. A., van Meyel, D. J. Drosophila glial glutamate transporter Eaat1 is regulated by fringe-mediated notch signaling and is essential for larval locomotion. J. Neurosci. 30 (43), 14446-14457 (2010).
- Repnikova, E., Koles, K., Nakamura, M., Pitts, J., Li, H., Ambavane, A., Zoran, M. J., Panin, V. M. Sialyltransferase regulates nervous system function in Drosophila. J. Neurosci. 30 (18), 6466-6476 (2010).
- Repnikova, E., Koles, K., Nakamura, M., Pitts, J., Li, H., Ambavane, A., Zoran, M. J., Panin, V. M. Sialyltransferase regulates nervous system function in Drosophila. J. Neurosci. 30 (18), 6466-6476 (2010).
- Nedelsky, N. B., Pennuto, M., Smith, R. B., Palazzolo, I., Moore, J., Nie, Z., Neale, G., Taylor, J. P. Native functions of the androgen receptor are essential to pathogenesis in a Drosophila model of spinobulbar muscular atrophy. Neuron. 67 (6), 936-952 (2010).
- Lorenzo, D. N., Li, M. G., Mische, S. E., Armbrust, K. R., Ranum, L. P., Hays, T. S. Spectrin mutations that cause spinocerebellar ataxia type 5 impair axonal transport and induce neurodegeneration in Drosophila. J. Cell Biol. 189 (1), 143-158 (2010).
- Wang, J. W., Brent, J. R., Tomlinson, A., Shneider, N. A., McCabe, B. D. The ALS-associated proteins FUS and TDP-43 function together to affect Drosophila locomotion and life span. J. Clin. Invest. , (2011).
- Choi, J. K., Jeon, Y. C., Lee, D. W., Oh, J. M., Lee, H. P., Jeong, B. H., Carp, R. I., Koh, Y. H., Kim, Y. S. A Drosophila model of GSS syndrome suggests defects in active zones are responsible for pathogenesis of GSS syndrome. Hum. Mol. Genet. 19 (22), 4474-4489 (2010).
- Ruan, H., Wu, C. F. Social interaction-mediated lifespan extension of Drosophila Cu/Zn superoxide dismutase mutants. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 105 (21), (2008).
- Slawson, J. B., Kim, E. Z., Griffith, L. C. High-resolution video tracking of locomotion in adult Drosophila melanogaster. J. Vis. Exp. (24), (2009).
- Becnel, J., Johnson, O., Luo, J., Nässel, D. R., Nichols, C. D. The serotonin 5-HT7 Dro receptor is expressed in the brain of Drosophila, and is essential for normal courtship and mating. PLoS One. 6 (6), e20800 (2011).
- Johnson, O., Becnel, J., Nichols, C. D. Serotonin 5-HT(2) and 5-HT(1A)-like receptors differentially modulate aggressive behaviors in Drosophila melanoga- ster. Neuroscience. 158 (2), 1292-1300 (2009).
- Bastock, M., Manning, A. The Courtship of Drosophila Melanogaster. Behaviour. , 85-111 (1955).
- Greenspan, R. J., Ferveur, J. F. Courtship in Drosophila. Annu. Rev. Genet. 34, 205-232 (2000).
- Villella, A., Hall, J. C. Neurogenetics of courtship and mating in Drosophila. Adv. Genet. 62, 67-184 (2008).
