Bestemmelse af Spontan motorisk aktivitet i<em> Drosophila melanogaster</em

Bananfluer, Drosophila melanogaster, er blevet brugt som en værdifuld model organisme for at studere mekanismerne bag komplekse adfærd, såsom indlæring og hukommelse, social interaktion, aggression, stofmisbrug, sove, sensorisk funktion, frieri og parring ^1,2. En adfærd, der er blevet undersøgt gennem flere protokoller er spontan motorisk aktivitet. Negativ geotaxis var en af de første metoder, der er udviklet til måling af Drosophila-aktivitet, og denne protokol indebærer måling af procentdelen af fluer, når en vis højde på hætteglasset efter fluer blev rystet til bunden af beholderen ^{med 1,3.} Denne metode har fordelene ved at være enkel, billig, og da den ikke kræver noget særligt udstyr kan udføres i enhver laboratorium. Det har været anvendt som et værdifuldt screeningsværktøj til at studere virkningerne af forskellige genetiske manipulationer på fly mobilitet ^3. Men det er tids-og arbejdskrævende ennd har mulighed for bias som følge af variabel omrystning af hætteglassene og menneskelige optagelser.

Den negative geotaxis blev forbedret, ved udviklingen af den hurtige Iterativ Negativ Geotaxis (RING) metode ^4,5, der tager fotografier af fluen hætteglas efter ryster af fluerne til bunden. Fordelen ved denne protokol er dens følsomhed og muligheden for at teste et stort antal flyve hætteglas på samme tid. Men denne protokol har stadig potentiale for menneskelige fejl, og kun måler negative geotaxis. Andre laboratorier har brugt simpel observation i kultur hætteglas at bestemme bevægelsesaktiviteten ^6.

For nylig flere videooptagelse systemer til måling af flue bevægelsesaktiviteten er blevet udviklet. Én videoovervågning protokol giver tid til tilpasning, før du optager ^7. Beskrevet af Slawson et al. Anvender desuden en luft-impuls til at stoppe movement indtil starten af optagelsen, som potentielt kunne være en stressfaktor for dyrene ^7. Denne metode giver information om gennemsnitshastighed, max hastighed, tid tilbringer i bevægelse, osv. En anden tredimensionel tracking system måler den maksimale hastighed af individuelle fluer under ~ 0,2 sekunder i fri flugt start ^8.. Et tredimensionalt videoovervågning protokollen bruger fluer udtrykker GFP og flere kameraer udstyret med filtre, der muliggør påvisning af fluorescens til at bestemme flue mobilitet ^9. Fluer i denne protokol tendens til at udvise cylindriske flyvning mønstre, som er potentielt på grund af formen af Drosophila kultur hætteglas ^10. Denne fremgangsmåde blev forbedret ved hjælp af en kuppel, der tillader måling af spontan bevægelse af to fluer ^11. En high-throughput metode, der bruger et kamera til automatisk at overvåge og kvantificere de individuelle og sociale adfærd Drosophila er også blevet beskrevet ^12. Zou etal. udviklet et system, adfærdsmæssige monitor (BMS), der bruger to computer-assisteret kameraer til at optage levetid adfærd og bevægelser såsom hvile, bevæger sig, flyvende, spise, drikke eller dødsfald blandt individuel tephritid bananfluer ^13. Flere andre video-systemer er blevet udviklet til at overvåge flyve adfærdsmæssige aktivitet ^14,15.

Her beskriver vi en fremgangsmåde til kvantificering af Drosophila aktivitet, der udnytter befolkningsgrupper skærme. Disse skærme er opstaldet i temperatur-og fugtigheds-kontrollerede inkubatorer ved 25 ° C på en 12 timers dag-nat lys cyklus. Hver population skærm har infrarøde stråler placeret i ringe placeret på tre forskellige højder. Hver gang en flue bevæger sig hen over ringene afbryder den infrarøde stråle, der registreres af en mikroprocessor, som selvstændigt registre og tæller aktiviteten af ​​fluer inde i hætteglasset. En mikroprocessor uploader den samlede aktivitet inden for hætteglasset til computeren ved brugerdefineret intervaEr det kunne variere fra 1 sekund til 60 minutter. Den her beskrevne metode giver rigelig tid til fluer til at tilpasse sig det nye miljø og giver mulighed for samtidig måling af spontan motorisk aktivitet af så mange som 120 populationer af fluer. Derudover beskriver vi forberedelse af fødevarer, flyve vedligeholdelse, opsætning af mobilitet befolkningsgrupper skærme i temperaturkontrollerede inkubatorer og potentielle faktorer, der kan påvirke resultatet. Denne metode kan bruges til at undersøge, hvordan forskellige miljømæssige eller genetiske modifikationer påvirker spontan motorisk aktivitet af fluerne.