Übung Messhöhen in Drosophila Melanogaster mit der rotierenden Bewegung Quantifizierung System (Anforderung)

Neuerdings haben Forscher der Fruchtfliege Drosophila Melanogaster verwenden, um Übung Biologie zu studieren. D. Melanogaster wurde eine genetische Modellsystem für über 100 Jahre^1,2. Drosophila-Forschung hat jedoch nicht nur Genetik, sondern auch eine Vielzahl von anderen Disziplinen wie Verhaltensbiologie, Neurobiologie und Physiologie³Beitrag geleistet. Im Jahr 2009, der Power Tower war das erste Trainingsgerät für Drosophila beschrieben⁴. Der Power Tower nutzt die Tiere negative Geotaxis Antwort. Wenn Sie gestört, Drosophila neigen dazu, an der Spitze von ihrem Gehege zu bewegen. Diese Antwort ist gut etabliert und ist die Grundlage für die beliebte “RING” (schnelle Iterative Negative Geotaxis⁵) Assay, der verwendet wird, um Steigfähigkeit und/oder körperliche Fitness in Drosophila zu schätzen. Der Power Tower verwendet einen mechanischen Arm mit einer Motoreinheit, immer wieder eine Reihe von Tiere in ihren Gehegen zu heben durch mehrere Zoll und zurück auf den Boden ablegen, die negative Geotaxis Reaktion (Tinkerhess Et Al. 2012⁶ induzieren Geben Sie eine Video zur Veranschaulichung der Verwendung von der Power Tower). Längere Behandlung auf den Power-Tower damit erhöht sich die Menge der körperlichen Aktivität (laufen oder fliegen) führen Sie die Tiere im Vergleich zu unbehandelten Kontrolltieren und über Zeit führt zu einer verbesserten Performance in den RING-Assay für körperliche Fitness⁴. So zeigte diese Arbeit die Machbarkeit der Verwendung von Drosophila als Modell für die Übung Biologie.

Erweitern das Repertoire des Tools für Drosophila Übung Forschung im Jahr 2016, beschrieben Mendez und Kollegen ein zweites Drosophila Trainingsgerät, Treadwheel⁷. Ähnlich wie bei der Power Tower, nutzt die Treadwheel negative Geotaxis Antwort von Drosophila. Jedoch wird diese Reaktion durch kontinuierliche Rotation des die Tiergehege, anstatt durch Anheben und fallen lassen wie in der Power Tower induziert. Diese induktionsmethode ist sanfter und ermöglicht eine mehr Ausdauer orientierte Übung Regime, die physischen Trauma vermeidet, die während des Trainings in der Power Tower auftreten können (siehe Katzenberger, R. J. Et Al. 2013⁸ für die Auswirkungen der wiederholte körperliche Trauma auf Drosophila Gesundheit). Ähnlich wie bei der Power Tower⁴, Übung Umgang mit Tieren auf der Treadwheel führt zu einer Vielzahl von physiologischen Reaktionen, einschließlich Änderungen der körperlichen Fitness, Triglyzeride und Körper Gewicht⁷. Damit stehen zwei komplementäre Methoden für Drosophila Biologen studieren Übung.

Eine Einschränkung der Power Tower und die Treadwheel ist die Unfähigkeit zur Messung der Aktivität durch die Übung Behandlung induziert. Analyse der Video-Aufnahmen aus dem Treadwheel gezeigt, dass gab es erhebliche Unterschiede zwischen den verschiedenen Drosophila Stämme in auf die Übung Behandlung^{7 Reaktion}. Konkret untersucht die Stämme unterschieden sich in wieviel zusätzliche Aktivität der Tiere wenn durchgeführt⁷angeregt. Diese Beobachtung veranlasste uns, eine dritte Übungssystem, die rotierende Bewegung Quantifizierung System (REQS), zu entwickeln, die uns tierische Aktivität während der Drehung-induzierte Übung⁹messen können. Die REQS nutzt eine handelsübliche Activity monitoring-Einheit, die auf einem rotierenden Arm Übung durch Rotation in die Treadwheel stimulieren installiert ist. Erste Arbeit mit der Anforderung bestätigt, dass genetisch verschiedenen Drosophila Stämmen — und Geschlechter – können deutlich unterschiedliche Reaktionen auf die rotierende Stimulation und die Menge der Übung induzierten entspricht somit nicht unter verschiedenen Genotypen⁹ . Dadurch ermöglicht die REQS jetzt Drosophila Biologen, Messen Sie die Menge der Übung induziert durch die Behandlung eröffnen vielfältige neue Forschungsansätze im Feld Bewegung.

Hier beschreiben wir im Detail die Anforderung für die Quantifizierung der rotatorischen Bewegung verwenden. Die REQS rotatorische Bewegung induziert und misst gleichzeitig die Aktivität der Tiere behandelt werden. Die Anforderung ist in der Lage, eine Vielzahl von Trainingsprogrammen, reichen vom einfachen 2 h kontinuierliche Übung Regime demonstriert hier zu komplexeren Intervall Trainingsmethoden wie beschrieben von Mendez und Kollegen⁷und Stimulation ist einstellbar über Drehzahl (zwischen ca. 1-13 Umdrehungen pro Minute). Je nach Aktivität Monitor verwendet, um die Anforderung zu produzieren ist diese Methode für die Analyse der einzelnen fliegen oder große Populationen von Tieren. Aufgrund dieser Vielseitigkeit bietet die REQS Drosophila Forscher mit einer Reihe von Möglichkeiten zu studieren, zum Beispiel, andere Übung Regime, Diät Interventionen oder Auswirkungen der Bevölkerungsdichte.