ショウジョウバエにおける急速な食品嗜好アッセイ

ハエと哺乳類の間の味覚器官の解剖学的構造の劇的な違いにもかかわらず、多くのタスタント物質に対するハエの行動応答は哺乳類の行動と顕著に似ています。例えば、ハエは砂糖^{1、2、3、4、5、6、7、8、}アミノ酸^9、10、低塩¹¹を好むが、苦味食品^{12、13、14、15}は好ましくないか毒性である苦味食品を拒絶する。過去20年間、ハエは、味覚検出、味の伝達、味の可塑性、摂食規則^{16、17、18、19、20}など、味覚や食品消費に関する多くの基本的な質問の理解を進める非常に価値のあるモデル生物であることが証明されています。驚くべきことに、多くの研究は、味覚の基礎となる味の伝達および神経回路機構がフルーツハエと哺乳類の間に類似していることを実証している。したがって、フルーツフライは理想的な実験生物として機能し、研究者は動物界の食物検出と消費を支配する進化的に保存された概念と原則を明らかにすることを可能にする。

ハエの味覚を調べるには、食品の嗜好を客観的に測定するための迅速かつ厳格なアッセイを確立することが重要です。長年にわたり、様々な給餌方法、 色素ベースのアッセイ11、12、13、21、22、23、フライプロボシス拡張応答アッセイ^24、キャピラリーフィーダー(CAFE)アッセイ^25、26フライ液体-食品相互作用カウンター(FLIC)アッセイ^27、および他のコンビナトリアル法は、フルーツハエ28、29、30、31の食品嗜好および/または食物摂取量を定量的に測定するために開発された。一般的な供給パラダイムの1つは、マルチウェルマイクロチタープレート12、21、32、またはここで説明するとおり、小さなペトリ皿^11、22を給餌室として用いた色素ベースの2選択給餌アッセイである。このアッセイは、ハエの腹部の透明度に基づいて設計されています。このアッセイの間、ハエは供給室に入れられ、赤い染料または青い染料と混合された2つの食糧選択を提示する。アッセイが完了すると、フライ腹部は消費した食品に応じて赤または青に見えます。

ペトリ皿とマルチウェルプレート染料ベースの給餌アッセイは、いずれも非常に堅牢で、ほぼ同じ結果をもたらします。これら2つのアッセイを用いて、食品の味や食感を感知する細胞や高度に多様化した受容体や細胞の解読に向けて数多くの重要な発見とブレークスルーがなされている^。染料ベースのアッセイでは、かなりの時間と労力を要する実験ステップの1つが、給餌室に食品を準備してロードすることです。食品の調製およびローディング時間を短縮するために、このアッセイは、マルチウェルマイクロタイタープレートを小さなペトリ皿に置き換えることによって、2つの等しいコンパートメントに分割して修正した。ペトリ皿ベースのアッセイでは、青または赤の染料を補った2つの異なる食品が皿の2つの半分に加えられます。その後、約70個の飢餓、2〜4日齢のハエを皿に入れ、約90分間暗闇の中で青と赤の食べ物を選ばるようにします。次に、各ハエの腹部を調べ、好み指数(PI)を計算します。

このペトリ皿ベースの2選択供給アッセイは、手頃な価格、シンプル、および高速です。1つのマルチウェルプレートは約110 sを充填するのに必要ですが、各ペトリ皿は〜20 sしかかかりません。さらに、マルチウェルプレートは、かなりの精度と注意を必要とする多数の小さな井戸(例えば、プレート当たり60以上の井戸)に少量の食品をピペット化する必要があります。逆に、ペトリ皿ベースのアッセイは、プレートあたり2つのアクションしか必要とします。供給アッセイは多数の複製を伴うことができるので、ペトリ皿ベースのアッセイは、時間と労力の些細な量を節約します。このアッセイは、マルチウェルベースのアッセイと同等の結果を与え、塩味コード^11、食品体験²²によって修飾された味覚可塑性、及び食品食感感覚³³の分子ベースを含む味覚における多くの基本的な質問に対処することに成功したことを証明している。要約すると、このペトリ皿ベースの2選択アッセイは、ハエが適切な摂食行動を引き出すために外部および内部の栄養ミリウスをどのように認識するかを調査するための強力なツールです。