نقدم بروتوكولاً لـ فحص تغذية خيارين للذباب هذا الخضوع للتغذية سريع وسهل التشغيل، وهو مناسب ليس فقط للبحوث المختبرية الصغيرة النطاق، ولكن أيضا للشاشات السلوكية عالية الإنتاجية في الذباب.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
نقدم بروتوكولاً لـ فحص تغذية خيارين للذباب هذا الخضوع للتغذية سريع وسهل التشغيل، وهو مناسب ليس فقط للبحوث المختبرية الصغيرة النطاق، ولكن أيضا للشاشات السلوكية عالية الإنتاجية في الذباب.
لتحديد الغذاء ذات القيمة الغذائية مع تجنب استهلاك العوامل الضارة، تحتاج الحيوانات إلى نظام ذوق متطور وقوي لتقييم بيئتها الغذائية. ذبابة الفاكهة، Drosophila الميلانوغاستر، هو كائن حي نموذج قابل للخل وراثيا التي تستخدم على نطاق واسع لفك الأسس الجزيئية والخلوية والجسية من تفضيل الغذاء. لتحليل تفضيل الطعام الطائر ، هناك حاجة إلى طريقة تغذية قوية. وصف هنا هو اختبار التغذية خيارين، والتي هي صارمة، وتوفير التكاليف، وسريعة. المقايسة هي بيتري الطبق القائم على ويشمل إضافة اثنين من الأطعمة المختلفة تستكمل مع صبغة زرقاء أو حمراء إلى نصفي الطبق. ثم، ~ 70 prestarved، يتم وضع الذباب 2-4-day-4-العمر في الطبق ويسمح للاختيار بين الأطعمة الزرقاء والحمراء في الظلام لمدة 90 دقيقة تقريبا. ويتبع فحص البطن من كل ذبابة من حساب مؤشر تفضيل. على النقيض من لوحات متعددة، كل طبق بيتري يأخذ فقط ~ 20 s لملء ويوفر الوقت والجهد. يمكن استخدام هذا الفحص الغذائي لتحديد ما إذا كان الذباب مثل أو يكره طعامًا معينًا.
على الرغم من الاختلافات الهائلة في البنية التشريحية لأعضاء الذوق بين الذباب والثدييات ، فإن الاستجابات السلوكية للذباب للعديد من المواد اللذيذة تشبه بشكل لافت للنظر تلك الخاصة بالثدييات. على سبيل المثال، يفضل الذباب السكر1،2،3،4،5،6،7،8،الأحماض الأمينية9،10،وانخفاض الملح11،والتي تشير إلى المواد الغذائية، ولكن رفض الأطعمة المريرة12،13،14،15 التي هي غير مستساغة أو سامة. على مدى العقدين الماضيين، وقد ثبت الذباب أن كائن حي نموذج قيمة للغاية لتعزيز فهم العديد من الأسئلة الأساسية المتعلقة الإحساس بالذوق واستهلاك المواد الغذائية، بما في ذلك الكشف عن لذيذ، نقل طعم، طعم اللدونة، والتغذية تنظيم16،17،18،19،20. ومن اللافت للنظر أن عددا من الدراسات أظهرت أن تحويل الذوق وآليات الدائرة العصبية الكامنة الكامنة في إدراك الذوق مماثلة بين ذباب الفاكهة والثدييات. لذلك ، فإن ذبابة الفاكهة بمثابة كائن تجريبي مثالي ، مما يتيح للباحثين الكشف عن المفاهيم والمبادئ المحفوظة تطورًا التي تحكم اكتشاف الطعام واستهلاكه في المملكة الحيوانية.
للتحقيق في الإحساس بالطعم في الذباب ، من الأهمية بمكان إنشاء فحص سريع وصارم لقياس تفضيل الطعام بموضوعية. على مر السنين ، وطرق التغذية المختلفة ، مثل المقايسات على أساس صبغ11،12،13،21،22،23، و يطير proboscis تمديد استجابة المقايسة24، تغذية شعرية (CAFE) مقايسة25،26، ذبابة السائل الغذاء التفاعل عداد (FLIC) اختبار27، وغيرها من أساليب combinatorial وضعت لقياس كميا تفضيل الغذاء و / أو تناول الطعام للذباب الفاكهة28،29،30،31. واحدة من نماذج التغذية الشعبية هو صبغ القائمة على اثنين من خيار اختبار التغذية باستخدام إما لوحة microtiter متعددةويل12،21،32 أو ، كما هو موضح هنا ، طبق بيتري صغيرة11،22 كما غرفة التغذية. تم تصميم هذا الفحص بناءً على شفافية بطن الذبابة. خلال هذا الفحص ، يتم وضع الذباب في غرفة التغذية وتقديمه مع خيارين من الطعام ممزوجاً إما بصبغة حمراء أو صبغة زرقاء. بمجرد اكتمال الفحص ، تظهر البطن تطير حمراء أو زرقاء اعتمادًا على الطعام الذي استهلكوه.
كل من بيتري طبق ومجرّات التغذية متعددة المستويات القائمة على صبغة هي قوية للغاية وتسفر عن نفس النتائج تقريبا. باستخدام هذه المقايستين ، تم تحقيق العديد من الاكتشافات الهامة والاختراقات نحو فك رموز المستقبلات والخلايا المتنوعة للغاية المسؤولة عن استشعار أذواق الطعام والملمس الغذائي11،12،21،22،32،33. في المقايسة القائمة على الصبغة، خطوة تجريبية واحدة تتطلب وقتا طويلا وجهدا هو إعداد وتحميل الطعام في غرفة التغذية. للحد من إعداد الطعام ووقت التحميل ، تم تعديل هذه المقايسة عن طريق استبدال لوحة microtiter متعددة الويل بطبق بيتري صغير ، والذي ينقسم إلى قسمين متساويين. في المقايسة التي تعتمد على طبق بيتري، يتم إضافة اثنين من الأطعمة المختلفة المكملة مع صبغة زرقاء أو حمراء إلى نصفي الطبق. ثم، ~ 70 prestarved، يتم وضع الذباب 2-4-day-4-العمر في الطبق ويسمح للاختيار بين الأطعمة الزرقاء والحمراء في الظلام لمدة 90 دقيقة تقريبا. ثم يتم فحص البطن من كل ذبابة، ويتم حساب مؤشر تفضيل (PI).
هذا بيتري طبق القائمة على اثنين من خيار اختبار التغذية بأسعار معقولة وبسيطة وسريعة. يتطلب لوح واحد متعدد المستويات حوالي 110 s لملء، في حين أن كل طبق بيتري يأخذ فقط ~20 s. وبالإضافة إلى ذلك، فإن الصفيحة المتعددة الآبار تتطلب إدخال كميات صغيرة من الأغذية إلى عدد كبير من الآبار الصغيرة (مثل 60 بئراً أو أكثر لكل صفيحة)، الأمر الذي يتطلب قدراً كبيراً من الدقة والاهتمام. وعلى العكس من ذلك، يتطلب المقايسة القائمة على طبق بيتري إجراءين فقط لكل لوحة. كما يمكن أن تنطوي على فحص التغذية عدد كبير من النسخ المتماثلة، مقايسة بيتري الطبق القائم يوفر كمية غير تماثل من الوقت والجهد. هذا الفحص يعطي نتائج مكافئة لتلك التي من المقايسة متعددة القائم على الويل وقد ثبت نجاحه في معالجة العديد من الأسئلة الأساسية في الإحساس بالذوق، بما في ذلك الملح طعم الترميز11، طعم اللدونة المعدلة من تجربة الغذاء22، والأساس الجزيئي للالمسيج الغذائي الإحساس33. وخلاصة القول، إن هذا الفحص القائم على خيارين من بيتري-طبق هو أداة قوية للتحقيق في كيفية إدراك الذباب للأوساط الغذائية الخارجية والداخلية لانتزاع سلوك التغذية المناسب.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
1. تجميع الدوائر المقايسة
ملاحظة: في حين يصف هذا البروتوكول استخدام طبق بيتري 35 مم(الشكل 1A)،يمكن تحقيق التأثير المطلوب باستخدام أي وعاء محكم ومصون القاع يمكن أن يقسم ويغطى.
2. إعداد قارورة المجاعة
3. تجويع الرطب من الذباب قبل التجربة
4. الإعداد الكاشف
5. بدء فحص التغذية في الاتجاهين
6. إنهاء الطعم في الاتجاهين
7. تعيين مؤشر تفضيل (PI) لتحديد تفضيل الأغذية
PI = (عدد الذباب تناول الطعام التجريبي) - (عدد الذباب الأكل الغذاء التحكم) / (عدد الذباب الأكل الغذاء التجريبي) + (عدد الذباب الأكل الغذاء التحكم) + (عدد الذباب الأكل الغذاء التحكم) + (عدد الذباب الأكل على حد سواء)
يشير PI > 0 إلى تفضيل المركب التجريبي، ويشير PI < 0 إلى نفور من المركب التجريبي، ويشير PI = 0 إلى عدم تأثير المركب على سلوك التغذية.
8. تنظيف الدوائر المقايسة
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
في هذا الفحص، تم تقسيم طبق 35 مم إلى قسمين متساويين للتغذية، حيث يحتوي كل نصف من الطبق على طعام agarose إلى جانب صبغة زرقاء أو حمراء(الشكل 1A). لاستبعاد التحيز صبغ، تم صقل تركيزات صبغة زرقاء وحمراء بعناية لتحقيق تقريبي "0" PI عندما تم إضافة هذين الأصباغ فقط(الشكل 1B). مرة واحدة تم تحميل طبق بيتري مع الغذاء اختبارها، ~ 70 الرطب تجويع، تم نقل الذباب الكبار 2-4 يوما من العمر إلى الطبق، مما يسمح لهم بالاختيار بين خيارين الغذاء في الظلام. بعد 90 دقيقة، تم فحص لون الب...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
تتضمن هذه الطريقة عدة خطوات هامة حيث يمكن أن تحدث مشاكل. أولاً، تأكد من أن الذباب يبتلع كمية كافية من الطعام لتوفير بيانات مستقرة. إذا كان الذباب يأكل بشكل سيئ ، تأكد من أن الذباب قد تم تجويعه لمدة 24 ساعة على الأقل ، وأن الوسائط التجريبية تحتوي على الحد الأدنى من تركيز السكروز (2 mM). لمزيد من تحفيز استهلاك الطعام، إطالة فترة المجاعة الرطب إلى ما بعد 24 ساعة، اعتمادا على حالة الذباب الفسيولوجية. إذا فشل الكثير من الذباب في البقاء على قيد الحياة المجاعة لفترات طويلة، وضمان أن يتم إضافة ما يكفي من الماء إلى ورقة الأنسجة ع...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
ولا يعلن أصحاب البلاغ عن أي تضارب في المصالح أو مصالح مالية متنافسة.
ويود المؤلفون أن يشكروا الدكتور تينغوي مي لمساعدته على تحسين فحص التغذية الذي يختاره خياران. كما يودون أن يشكروا صموئيل تشان ووايت كولميس على تعليقاتهما على المخطوطة. تم تمويل هذا المشروع من قبل المعاهد الوطنية للصحة المنح R03 DC014787 (Y.V.Z.) وR01 DC018592 (Y.V.Z.) ومن قبل مؤسسة أمبروز مونيل.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| 35 ملم طبق بتري | فيشر ساينتفيك | 08-772E | |
| أغاروز | توماس C756P56 | ||
| لاصقة شفافة | فيشر ساينتفيك | NC9884114 | |
| أنابيب الطرد المركزي المخروطية | فيشر ساينتفيك | 05-527-90 | |
| مجهر تشريح | أمسكوب | SM-2T-6WB-V331 | |
| FCF Brilliant Blue | Wako Chemical | 3844-45-9 | |
| Fly CO2< / sub> إعداد التخدير | Genesee Scientfic | 59-114 / 54-104M | |
| حاضنة Fly مع دورة نهارية / ليلية قابلة للبرمجة | Powers Scientific Inc. | IS33SD | |
| خطوط | |||
| طبق زجاجي (آمن للاستخدام في الميكروويف) | |||
| زجاجة تخزين الوسائط Kimwipes | Fisher Scientific | 06-666A | |
| Fisher Scientific | 50-192-9998 | ||
| مقسم بلاستيكي مقطوع ليناسب الطبق من ورقة لا يزيد سمكها عن 5 مم | |||
| قوارير ذبابة بلاستيكية | جينيسي Scientific | 32-116 | |
| السكروز | Millipore Sigma | S9378 | |
| Sulforhodamine B | Millipore Sigma | S9012 | |
| مركب Tastant من الفائدة | |||
| خلاط دوامة | Benchmark Scientific | BV1000 | |
| حمام مائي | فيشر | FSGPD05 |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.