פרוטוקול נתיב באורך שארגן לעצמו<em> תסיסנית</em> זחלים
Summary
We provide a detailed protocol for a Drosophila melanogaster foraging path-length assay. We discuss the preparation and handling of test animals, how to perform the assay and analyze the data.
Abstract
פנוטיפ באורך נתיב הזחל תסיסנית הוא צעד הוקם לשמש כדי לחקור את התרומות הגנטיות וסביבתיות וריאציה התנהגותי. את assay נתיב באורך הזחל פותח כדי למדוד הבדלים אישיים התנהגות שיחור מזון, שחוברו ביניהם מאוחר יותר אל הגן מחפש מזון. נתיב באורך זחל הוא תכונה בקיע המאפשר גביית מדגמים גדולים, בעלות מינימאלית, עבור מסך גנטי. כאן אנו מספקים תיאור מפורט של הפרוטוקול הנוכחי עבור assay נתיב באורך הזחל בשימוש לראשונה על ידי סוקולובסקי. הפרוטוקול מפרט כיצד לטפל reproducibly חיות הבדיקה, לבצע את assay התנהגותיים ולנתח את הנתונים. דוגמה לאופן שבו assay יכול לשמש כדי למדוד פלסטיות התנהגותית בתגובה שינוי סביבתי, על ידי מניפולציה האכלה הסביבה לפני ביצוע assay, הוא גם סיפק. לבסוף, עיצוב הבדיקה המתאימה, כמו גם גורמים סביבתיים שיכולים לשנותנתיב באורך זחל כגון איכות מזון, גיל התפתחותית ואפקטי יום נדון.
Introduction
מאז גילוי הגן הלבן במעבדתו של תומאס הנט מורגן בשנת 1910, זבוב הפרות, תסיסנית (ד melanogaster), נעשה שימוש כמודל לחקר את הבסיס המולקולרי ופיסיולוגי של תהליכים ביולוגיים שונים. הפופולריות של ד melanogaster נובעת במידה רבה את כמות מגוון רב של כלים גנטיים. גודלו הקטן של תסיסנית, הקלות היחסית של זמן טיפול קצר הדור להבהיר את זה מודל אידיאלי עבור מחקרים בגנטיקה. לא פחות חשוב הוא היכולת של תסיסנית להפגין רב של פנוטיפים שהביעו אורגניזמים מורכבים יותר כולל יונקים. זה כולל פנוטיפים מורכבים כגון התנהגות העומדים בקו התפר שבין האורגניזם וסביבתו. כפי מחקרים כאלה, התנהגותיים על זבוב הפירות תרמו משמעותית להבנתנו כיצד גנים ואיכות הסביבה מתווכים התנהגות1.
אחד המחקרים הראשונים של ד התנהגות זחל melanogaster נחקרה הבדלים אינדיבידואליים אסטרטגיות ליקוט זחל על ידי מדידת הנתיב-האורכים של זחלים 2 בזמן ההאכלה. נתיב באורך הוגדר כמרחק הכולל נסע ידי זחל אחד על השמרים, תוך פרק זמן של חמש דקות. שני זני המעבדה וזבובים מאוכלוסייה טבעית בטורונטו מגוונות בהתנהגויות הליקוט שלהם ולא היה מרכיב גנטי להבדלים אינדיבידואליים-אורך דרך. שני morphs ליקוט הזחל תואר מן הפצות נתיב באורך כמותית והם נקראו רובר ודוגמנית. רוברס להפגין נתיב-אורכים כבר בעוד חוצי שטח גדול יותר ואילו על מצע מזון מאשר יושבים. שימוש assay הנתיב הארוך הזה, דה בל ואח '. 3 מיפה את ליקוט (עבור) הגן שבבסיס ההבדלים ההתנהגותיים הנפרדים כדי במיקום דיסקרטי על chromosome- 2 (24A3-24C5). ד Melanogaster עבור הגן שובט מאוחר 4 וגילה להיות חלבון קינאז תלוי cGMP 5, מאפנן של הפיזיולוגיה וההתנהגות תסיסנית ואורגניזמים אחרים 6.
כאן נתאר את הפרוטוקול הנוכחי עבור assay נתיב באורך הזחל פותח במקור סוקולובסקי 2. למרות היבטים מסוימים של assay השתנו לאורך השנים, הרעיון מאחורי העיצוב לא. כמו כן אנו מספקים נתונים כדי להמחיש את הפוטנציאל של assay להעריך תרומות גנטיות וסביבתיות להבדלים אינדיבידואליים התנהגות השיחור של זחלים תסיסנית. את assay נתיב באורך הזחל הוא פשוט, יעיל עדיין חזקים. אדם יחיד יכול לבדוק עד 500 זחלים בקלות בארבע שעות ניתן להשיג תוצאות עם רמה גבוהה של שחזור. פותח במקור כדי לבצע לוקליזציה עבור, זה יכול לשמש מסך גנטי, מיפוי מוקד תכונה כמותית, ובמחקריםשל גן אחר בסביבה אינטראקציות (GxE). יתר על כן, פשטות השחזור שלו הופכים אותו משאב נהדר עבור הוראה לתואר ראשונה.
Protocol
Representative Results
Discussion
את assay-אורך הדרך המפורט כאן מציע מידה חזקה ופשוט של התנהגות שיחור מזון של זחלים תסיסנית. הפרוטוקול כדלקמן המתודולוגיה הכללית המתוארת סוקולובסקי 2, אבל מאז שופר ביחס ליעילות ובקרות ניסיוני. למיטב ידיעתנו שיטה זו היא השיטה הזמינה רק למדידת נתיב באורך זחל. הנו…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
The authors acknowledge continued funding the Natural Sciences and Engineering Council of Canada (NSERC) to MBS.
Materials
| 6 oz fly culture bottles | Fisher Scientific | AS355 | |
| Fly vial plugs | Droso-Plugs | 59-201 | |
| 35X10mm Petri dishes | Falcon | 351008 | |
| 100X15 mm Petri dishes | Fisher | 875712 | |
| 60x15mm Petri dishes | VWR | 25384-168 | |
| Dissecting probes | Almedic | 2325-58-5300 | |
| Yeast | Lab Scientific | FLY-8040-20F |
References
- Dubnau, J. . Behavioral Genetics of the Fly (Drosophila melanogaster). , 173 (2014).
- Sokolowski, M. B. Foraging strategies of Drosophila melanogaster: a chromosomal analysis. Behav Genet. 10, 291-302 (1980).
- de Belle, J. S., Hilliker, A. J., Sokolowski, M. B. Genetic localization of foraging (for): A major gene for larval behavior in Drosophila melanogaster. Genetics. 123, 157-164 (1989).
- Osborne, K. A., Robichon, A., Burgess, E., Butland, S., Shaw, R. A., Coulthard, A., Pereira, H. S., Greenspan, R. J., Sokolowski, M. B. Natural behavior polymorphism due to a cGMP-dependent protein kinase of Drosophila. Science. 277, 834-836 (1997).
- Kalderon, D., Rubin, G. cGMP-dependent protein kinase genes in Drosophila. J Biol Chem. 264 (18), 10739-10748 (1989).
- Reaume, C. J., Sokolowski, M. B. cGMP-dependent protein kinase as a modifier of behavior. Handb Exp Pharmacol. 191, 423-443 (2009).
- Schneider, C. A., Rasband, W. S., Eliceiri, K. W. NIH Image to ImageJ: 25 years of image analysis. Nat Methods. 9, 671-675 (2012).
- Schindelin, J., et al. Fiji: an open-source platform for biological-image analysis. Nat Methods. 9 (7), 676-682 (2012).
- Pereira, H. S., MacDonald, D. E., Hilliker, A. J., Sokolowski, M. B. Chaser (Csr), a new gene affecting larval foraging behavior in Drosophila melanogaster. Genetics. 140, 263-270 (1995).
- Shaver, S. A., Riedl, C. A. L., Parkes, T. L., Sokolowski, M. B., Hilliker, A. J. Isolation of larval behavioral mutants in Drosophila melanogaster. J Neurogenet. 14, 193-205 (2000).
- Graf, S. A., Sokolowski, M. B. The rover/sitter Drosophila foraging polymorphism as a function of larval development, food patch quality and starvation. J Insect Behav. 2, 301-313 (1989).
- Gonzalez-Candelas, F., Mensua, J. L., Moya, A. Larval competition in Drosophila melanogaster: effects on development time. Genetics. 82, 33-44 (1990).
- Durisko, Z., Kemp, R., Mubasher, R., Dukas, R. Dynamics of social behavior in fruit fly larvae. PLoS One. 9 (4), e95495 (2014).
- Sawin, E. P., Harris, L. R., Campos, A. R., Sokolowski, M. B. Sensorimotor transformation from light reception to phototactic behavior in Drosophila larvae (Diptera: Drosophilidae). J Insect Behav. 7, 553-567 (1994).
- de Belle, J. S., Sokolowski, M. B. Heredity of rover/sitter: alternative foraging strategies of Drosophila melanogaster. Heredity. 59, 73-83 (1987).
- de Belle, J. S., Sokolowski, M. B., Hilliker, A. J. Genetic analysis of the foraging microregion of Drosophila melanogaster. Genome. 36, 94-101 (1993).
- Sokolowski, M. B., Pereira, H. S., Hughes, K. Evolution of foraging behavior in Drosophila by density dependent selection. PNAS. 94, 7373-7377 (1997).
