Drosophila melanogaster dönen egzersiz miktar sistem (istekler) kullanarak ölçüm egzersiz seviyelerinde
Summary
Dönen egzersiz miktar sistem (istekler) Drosophila melanogaster egzersiz aynı anda faaliyet hayvanlar tarafından gerçekleştirilen miktarını ölçme sırasında rotasyon yoluyla teşvik edebilirsiniz. Burada, faaliyet düzeylerine dönüş egzersiz tedavileri REQS. kullanarak karşılaşan hayvanların ölçmek nasıl ayrıntılı bir noktası noktası protokol mevcut
Abstract
Drosophila melanogaster egzersiz biyoloji çalışmalarda için yeni bir model organizmadır. İki ana egzersiz sistemi, bugüne kadar güç Kulesi ve Treadwheel tarif edilmistir. Ancak, egzersiz tedavisi ile indüklenen ek hayvan etkinliğinin miktarı ölçmek için bir yöntem eksik edilmiştir. Dönen egzersiz miktar sistem (istekler) bu ihtiyaç, bir ölçü dönme egzersiz yaşayan hayvanlar için hayvan aktivitesinin sağlayan doldurur. Bu protokolü nasıl dönme egzersiz sırasında hayvan etkinliğini değerlendirmek için istekler kullanılacağı ve oluşturulabilir veri türleri gösterilmiştir. Burada, istekler seks ve zorlanma özel indüklenen egzersiz etkinlik farklılıkları ölçmek için nasıl kullanıldığını göstermektedir. İSTEKLER, indüklenen egzersiz aktivite yaş, diyet veya popülasyon boyutu gibi çeşitli deneysel parametrelerini etkisini değerlendirmek için de kullanılabilir. Buna ek olarak, farklı egzersiz eğitim protokollerinin etkinliğini karşılaştırmak için kullanılabilir. Önemlisi, egzersiz tedavileri suşları, araştırmacı etkinlik gerekirse gruplar arasında eşit miktarda elde etmek izin arasında standartlaştırmak için bir fırsat sağlar. Bu nedenle, istekler dikkate değer yeni bir kaynak için egzersiz biyologlar Drosophila modeli sistemiyle çalışan ve varolan egzersiz sistemleri tamamlar.
Introduction
Son zamanlarda, araştırmacılar egzersiz biyoloji çalışmaya meyve sineği Drosophila melanogaster kullanmaya başladı. D. melanogaster 100’den fazla yıl1,2için bir genetik model sistemi olmuştur. Ancak, Drosophila araştırma sadece genetik aynı zamanda Nörobiyoloji, davranışsal biyoloji ve fizyolojisi3de dahil olmak üzere diğer disiplinlerin çeşitli katkılarda bulunmuştur. 2009 yılında, güç Kulesi, ilk egzersiz makinesi Drosophila için açıklanan4oldu. Güç Kulesi hayvanların negatif geotaxis yanıt yararlanır. Ne zaman rahatsız, Drosophila eğilimi onların muhafaza başına taşımak için. Bu yanıt iyi kurulmuş ve tırmanma yeteneği ve/veya fiziksel uygunluk Drosophila tahmin etmek için kullanılan popüler “Yüzük” (hızlı yinelemeli negatif Geotaxis5) tahlil temelidir. Negatif geotaxis yanıt (Tinkerhess ve ark. 20126 ikna etmek için birkaç santim art arda bir dizi hayvanlar onların muhafazaları içinde kaldırmak için bir motor birimine bağlı ve onları geri yere bırakarak mekanik bir kol güç kulesi kullanır «««sağlamak) güç kulesi kullanımını gösteren bir video. Güç kulesi üzerinde uzun süreli tedavi böylece miktarını artırır (çalışıyor veya uçan) fiziksel aktivite, hayvanlar göre tedavi edilmezse denetim hayvanlar ve zaman neden yüzük tahlil fiziksel fitness4için geliştirilmiş performans üzerinde gerçekleştirin. Böylece, bu eser Drosophila egzersiz biyoloji için bir model olarak kullanarak fizibilite gösterdi.
2016 yılında Drosophila egzersiz araştırma için araçlarını repertuarı genişletmek için bir ikinci Drosophila egzersiz makinesi, Treadwheel7Mendez ve meslektaşları nitelendirdi. Benzer şekilde güç Kulesi, Treadwheel Drosophila negatif geotaxis yanıt patlatır. Ancak, bu yanıtın kaldırma ve onlara güç kulesi olduğu gibi bırakarak değil sürekli rotasyon hayvan muhafazaları tarafından indüklenen olduğu. Bu indüksiyon yöntemi daha nazik ve güç kulesi egzersiz sırasında ortaya çıkabilecek herhangi bir fiziksel travma önler daha fazla bir dayanıklılık odaklı egzersiz rejimi sağlar (bkz Katzenberger, R. J. et al. 20138 etkisi için fiziksel tekrarladı. Travma Drosophila sağlığı üzerinde). Benzer şekilde güç kulesi4, egzersiz muamele-in hayvan Treadwheel üzerinde fizyolojik yanıt-e doğru fiziksel uygunluk, trigliserid düzeyleri ve vücut ağırlığı7değişiklikleri de dahil olmak üzere, çeşitli yol açar. Böylece, iki tamamlayıcı Yöntem egzersiz eğitim Drosophila biyologlar için kullanılabilir.
Bir güç Kulesi ve Treadwheel egzersiz tedavisi tarafından indüklenen etkinliğinin miktarı ölçmek için yetersizlik kısıtlamadır. Video kayıtları Treadwheel alınan analizini nasıl egzersiz tedavisi7‘ ye yanıt çeşitli Drosophila suşlar arasında önemli farklılıklar olduğunu gösterdi. Özellikle, suşları ne kadar ek faaliyet hayvanlar ne zaman gerçekleştirilen7uyarılmış olarak farklılık eğitimi aldı. Bu gözlem bize dönen egzersiz miktar sistem (rotasyon indüklenen egzersiz9sırasında hayvan etkinlik düzeylerini ölçmek bize izin veren istekler), üçüncü bir egzersiz sistemi geliştirmek için istenir. İSTEKLER egzersiz olduğu gibi Treadwheel rotasyon yoluyla uyarmak için dönen bir kol üzerinde yüklü ünite izleme bir ticari olarak mevcut aktivitesi kullanır. İSTEKLER ile ilk iş bunu doğruluyor Genetik olarak farklı Drosophila suşları — ve cinsiyette – dönme stimülasyon önemli ölçüde farklı yanıt olabilir ve böylece indüklenen egzersiz miktarını farklı genotip9 arasında özdeş değildir . Böylece, istekler artık yeni araştırma caddeleri çeşitli egzersiz alanına açılış Drosophila biyologlar tarafından tedavi, indüklenen egzersiz miktarını ölçmek sağlar.
Burada ayrıntılı olarak nasıl istekler dönme egzersiz miktar için kullanıldığını açıklar. İSTEKLER dönme egzersiz indükler ve aynı anda faaliyet düzeylerine tedavi altına hayvanların ölçer. İSTEKLER egzersiz programları çeşitli karşılamak yapabiliyor, basitten 2s arasında değişen Mendez ve meslektaşları7ve stimülasyon tarafından açıklandığı gibi daha karmaşık aralığı eğitim yöntemleri aşağıda gösterildiği sürekli egzersiz rejimi ile ayarlanabilir dönüş hızı (arasında yaklaşık 1-13 rotasyonlar min başına). İSTEKLER üretmek için kullanılan etkinlik monitör bağlı olarak, bu yöntem uyarlanabilir tek sinek analizi veya hayvanların büyük popülasyonlarda birimidir. Bu çok yönlülük nedeniyle istekler Drosophila araştırmacılar fırsatlar çalışma, örneğin için farklı egzersiz rejimleri, diyet müdahaleler veya nüfus yoğunluğu etkisi bir dizi sağlar.
Protocol
Representative Results
Discussion
Temsil edici sonuçlar gösterdiği gibi istekler doğru Drosophila egzersiz etkinlik ölçme yeteneğine sahip. İSTEKLER esnektir ve araştırmacılar araştırma soruları egzersiz biyoloji veya egzersiz müdahaleler ile ilgili çeşitli adres sağlar. Vurgulamak için protokol iki önemli adım vardır. İlk olarak, DAMSystem308 ile istekler veri iletimi düzgün çalıştığından emin olmak için istekler kurulumunun test etmek esastır. Aksi takdirde düzgün kurmak, veri kablosunun döndürme sırasında karış…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
İş Ödülü numarası P30DK056336 üzerinden Ulusal Enstitüsü, diyabet ve sindirim ve böbrek hastalıkları beslenme ve Obezite Araştırma Merkezi’nde Birmingham Alabama Üniversitesi NCR için bir pilot hibe yoluyla tarafından desteklenmiştir.
Materials
| Drosophila Activity Monitor | Trikinetics | LAM25H | REQS component |
| Telephone Cord Detangler | Uvital | uv20170719 | REQS component |
| Vial closures (flugs) | Genesee Scientific | 49-102 | Drosophila culture supplies |
| Vials | Genesee Scientific | 32-120 | Drosophila culture supplies |
| Drosophila culture netting | Carolina Biological Supply | 173090 | Drosophila culture supplies |
| Cornmeal | Pepsico | 43375 | Drosophila media |
| Molasses | Golden Barrel | BLA-GAL | Drosophila media |
| Agar | Apex Bioresearch | 66-103 | Drosophila media |
| Inactive Dry Yeast | Genesee Scientific | 62-106 | Drosophila media |
| Tegosept | Apex Bioresearch | 20-258 | Drosophila media |
| Propionic acid | Genesee Scientific | 20-271 | Drosophila media |
References
- Rieder, L. E., Larschan, E. N. Wisdom from the fly. Trends Genet. 30 (11), 479-481 (2014).
- Ugur, B., Chen, K., Bellen, H. J. Drosophila tools and assays for the study of human diseases. Dis Model Mech. 9 (3), 235-244 (2016).
- Hales, K. G., Korey, C. A., Larracuente, A. M., Roberts, D. M. Genetics on the fly: A primer on the Drosophila Model System. Genetics. 201 (3), 815-842 (2015).
- Piazza, N., Gosangi, B., Devilla, S., Arking, R., Wessells, R. Exercise-training in young Drosophila melanogaster reduces age-related decline in mobility and cardiac performance. PLoS One. 4 (6), e5886 (2009).
- 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).
- Tinkerhess, M. J., Ginzberg, S., Piazza, N., Wessells, R. J. Endurance training protocol and longitudinal performance assays for Drosophila melanogaster. J Vis Exp. (61), (2012).
- Mendez, S., et al. The TreadWheel: A novel apparatus to measure genetic variation in response to gently induced exercise for Drosophila. PLoS One. 11 (10), e0164706 (2016).
- Katzenberger, R. J., et al. A Drosophila model of closed head traumatic brain injury. Proc Natl Acad Sci U S A. 110 (44), E4152-E4159 (2013).
- Watanabe, L. P., Riddle, N. C. Characterization of the Rotating Exercise Quantification System (REQS), a novel Drosophila exercise quantification apparatus. PLoS One. 12 (10), e0185090 (2017).
- Reed, L. K., et al. Genotype-by-diet interactions drive metabolic phenotype variation in Drosophila melanogaster. Genetics. 185 (3), 1009-1019 (2010).
- Bartholomew, N. R., Burdett, J. M., VandenBrooks, J. M., Quinlan, M. C., Call, G. B. Impaired climbing and flight behaviour in Drosophila melanogaster following carbon dioxide anaesthesia. Sci Rep. 5, 15298 (2015).
- Huang, W., et al. Natural variation in genome architecture among 205 Drosophila melanogaster Genetic Reference Panel lines. Genome Res. 24 (7), 1193-1208 (2014).
- Mackay, T. F., et al. The Drosophila melanogaster Genetic Reference Panel. Nature. 482 (7384), 173-178 (2012).
- Berlandi, J., et al. Swing Boat: Inducing and recording locomotor activity in a Drosophila melanogaster model of Alzheimer’s disease. Front Behav Neurosci. 11, 159 (2017).
- Faville, R., Kottler, B., Goodhill, G. J., Shaw, P. J., van Swinderen, B. How deeply does your mutant sleep? Probing arousal to better understand sleep defects in Drosophila. Sci Rep. 5, 8454 (2015).
