مقالة منهجية

التحليل السلوكي للخلل الحركي في ذبابة الفاكهة السوداء كقراءة للسمية العصبية

DOI:

10.3791/68517

⸱

يوليو 18, 2025

 ,  ,  ,  , 
1Center of Biotechnology of Azores (CBA), University of the Azores, 2Mesosystem Investigação & Investimentos by Spinpark

في هذه المقالة

ملخص

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

يقدم البروتوكول طريقة عالية الإنتاجية وفعالة من حيث التكلفة لتقييم السمية العصبية في ذبابة الفاكهة من خلال القياس الكمي للخلل الحركي كبديل لنماذج الثدييات التقليدية. يهدف إلى تقييم التأثيرات السامة للأعصاب للمركبات الصيدلانية أو العوامل البيئية أو التعديلات الجينية باستخدام نموذج حساس وقابل للتكرار ومفضل أخلاقيا.

الملخص

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

يقدم هذا البروتوكول طريقة عالية الإنتاجية وفعالة من حيث التكلفة لتقييم السمية العصبية في ذبابة الفاكهة (ذبابة الفاكهة السوداء) عن طريق تحديد الخلل الحركي. نماذج الثدييات التقليدية ، على الرغم من فعاليتها ، إلا أنها كثيفة الاستخدام للموارد ومقيدة أخلاقيا ، مما يسلط الضوء على الحاجة إلى نماذج بديلة في الجسم الحي . يدمج النهج الحالي اختبار التسلق الكلاسيكي مع منصة المراقبة في الوقت الفعلي لالتقاط الإعاقات الحركية في الذباب الفردي. يعزز هذا النظام المدمج الحساسية والأتمتة والتكاثر ، مما يوفر استراتيجية قابلة للتطوير لفحص السموم العصبية. تشمل الخطوات الإجرائية الحاسمة ظروف التربية الموحدة ، والتخدير الدقيق والتعامل معه لتقليل وفيات الذباب أو التعديلات السلوكية ، والمعايرة المناسبة للنظام. تتيح التغذية القائمة على الشعيرات الدموية الدقيقة التكامل الاختياري لقياس كمية الابتلاع ، واستكمال التحليل الحركي والسماح بتقييم المدخول المركب عند الحاجة. تدعم الطريقة المراقبة السلوكية في الوقت الفعلي وطويل الأجل ، وتقلل من تحيز المراقب ، وتمكن من تقييم التقدم اليومي دون مقاطعة التجربة. يمكن دمج اختبار تفضيل الضوء باستخدام القياسات المباشرة. توفر المنصة مزايا كبيرة في الدقة السلوكية والإنتاجية واتساق البيانات. على الرغم من أنه يفتقر إلى قدرات التألق في الوقت الفعلي الموجودة في بعض الأنظمة البديلة ، إلا أنه يظل فعالا للغاية للفحص السلوكي على نطاق واسع. هذا البروتوكول ذو قيمة خاصة للمختبرات التي تهدف إلى تقييم التأثيرات السامة للأعصاب للمركبات الصيدلانية أو العوامل البيئية أو التعديلات الجينية باستخدام نموذج حساس وقابل للتكرار ومفضل أخلاقيا في الجسم الحي .

المقدمة

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

يعد تقييم السمية العصبية أمرا بالغ الأهمية لتقييم الآثار الضارة المحتملة للمركبات البيئية والصيدلانية على الجهاز العصبي النامي1. يعتمد اختبار السمية العصبية التقليدي على نماذج الثدييات ، مثل القوارض ، وهي باهظة الثمن وتستغرق وقتا طويلا ومقيدةأخلاقيا 2. وبالتالي ، فإن النماذج البديلة التي تمكن من الفحص السريع والعالي الإنتاجية للمواد السامة العصبية ضرورية3. تسلط الدراسات الضوء على أن ذبابة الفاكهة قد ظهرت ككائن حي نموذجي قوي لدراسة السمية العصبية بسبب جيناتها المميزة جيدا ، ومسارات النمو العصبي المحفوظة ، ودورة الحياة القصيرة4،5. من بين نقاط النهاية السلوكية ، يعمل الخلل الوظيفي الحركي كمؤشر حيوي حساس وقابل للقياس الكمي لضعف النمو العصبي ، مما يسمح بالكشف المبكر عن التأثيرات السامة العصبية التي قد ترتبط بالاضطرابات العصبيةالبشرية 6.

توفر المقايسات الحركية في الذباب مقياسا قابلا للقياس الكمي للسمية العصبية وتمكن من تقييمات الاستجابة للجرعة ، مما يجعلها ذات صلة بالحد من مخاطر السمية العصبيةالبشرية 7. مقايسة التاكسي الجيولوجي السلبي (التسلق) هي طريقة مستخدمة على نطاق واسع حيث يتسلق الذباب غريزيا بعد النقر عليه في قاع القارورة ، مما يعكس مستوى التطور الحركي والتنسيق والتوازن 8,9. في حين أن هذه الطريقة بسيطة وفعالة من حيث التكلفة ومفيدة لتقييم التشوهات الحركية الشديدة والاضطرابات العلنية ، إلا أنها توفر فقط تقييما أحادي البعد للحركة وقد تفتقر إلى الحساسية في اكتشاف الإعاقات الحركية الدقيقة والتعديلات المكررة والمراقبة السلوكية طويلة المدى للأعراض التي تسببها المواد السامة العصبية8. لمعالجة هذه القيود ، تم تطوير تقنيات تتبع الحركة الأكثر تقدما ، مثل نظام Ethoscope، 10. نظام التسجيل الآلي هذا عبارة عن جهاز تتبع فيديو عالي الإنتاجية مصمم خصيصا لتحليل سلوك الذباب بدقة عالية وقابلية للتكرار11. على عكس المقايسات الحركية التقليدية ، يوفر هذا النظام مراقبة مستمرة في الوقت الفعلي للحركة ، ويلتقط التشوهات السلوكية الدقيقة التي قد تتجاهلها فحوصات التسلق التقليدية11،12،13. تتميز التكنولوجيا بتتبع الفيديو الآلي باستخدام نظام كاميرا مضاءة بالأشعة تحت الحمراء يسجل باستمرار حركات الطيران بدقة عالية ، مما يلغي تحيز المراقب ويحسن قابلية التكرار التجريبي13. بالإضافة إلى ذلك ، فإنه يكتشف الحركات الدقيقة ، ويفرق بين المشي والراحة والحركات الدقيقة مثل الاستمالة أو التغذية أو الوخز ، مما يوفر تحليلا أكثر تفصيلا للسلوك الحركي13. المراقبة السلوكية طويلة المدى ممكنة ، مما يسمح بالتتبع المستمر على مدى فترات طويلة ، مما يجعلها مثالية لتقييم التأثيرات السامة العصبيةالتقدمية 10. تتيح قابلية التوسع والقدرة العالية على الإنتاجية لنظام تسجيل الفيديو التتبع المتوازي للذباب المتعدد ، مما يسهل فحص العديد من المركبات السامة للأعصاب والظروف الوراثية في وقت واحد10. علاوة على ذلك ، يدمج النظام برنامجا مفتوح المصدر ، مما يسمح للباحثين بتخصيص خطوط أنابيب التحليل بناء على الاحتياجات التجريبية ، بما في ذلك دورات النوم والاستيقاظ ، وإيقاعات الساعة البيولوجية ، والمقاييس الحركية التفصيلية10،14. أدت التطورات الحديثة ، مثل دمج Ethoscopy ، وهو إطار قائم على Python ، إلى تحسين تحليل البيانات ، وتحسين إمكانية الوصول والاستنساخ في الدراسات السلوكية14. يسمح هذا الإطار للباحثين بإجراء تحليلات أكثر تعقيدا للحركة مع تقليل الحواجز أمام المستخدمين غير الخبراء. يسهل مختبر ethusas ، وهو بيئة قائمة على Jupyter ، معالجة البيانات بسلاسة ، وتعزيز البحث التعاوني وضمان قابلية التكرارالتجريبي 14.

من خلال الاستفادة من منصة تتبع الفيديو عالية الإنتاجية جنبا إلى جنب مع فحوصات التسلق التقليدية ، توفر هذه الدراسة تقييما شاملا وحساسا للخلل الوظيفي الحركي بعد التعرض للمواد السامة العصبية التنموية. إن القدرة على تحليل العيوب الحركية على نطاق دقيق تجعلها أداة قوية لفحص المركبات التي تعطل التطور العصبي والتنسيق الحركي. يوفر استخدام ذباب الفاكهة لفحص السمية العصبية العديد من المزايا ، بما في ذلك الفعالية من حيث التكلفة والقدرة العالية على الإنتاجية ، مقارنة بنماذج الفقاريات ، حيث غالبا ما تكون الفحوصات واسعة النطاق محدودة بسبب قيود التكلفة15. يسمح نموذج الذبابة بالتلاعب الجيني السريع بتقليد حالات المرض وتحديد المسارات الجزيئية المتأثرة بالسموم العصبية16. على الرغم من أن الذباب أبسط من الجهاز العصبي للثدييات ، إلا أنه يحتفظ بالمسارات المحفوظة الرئيسية المشاركة في التطور العصبي والتحكم الحركي17. تعمل طرق التتبع عالية الدقة مثل نظام مسجل الفيديو في الوقت الفعلي على تحسين دقة البيانات وقابليتها للتكرار ، مما يسمح بالكشف في المرحلة المبكرة عن عجز المحرك الناجم عن التعرض للموادالسامة 11.

سمح دمج تقنية التتبع وفحوصات التسلق التقليدية بمراقبة سلوكية مستمرة وعالية الدقة ، مما يوفر طريقة قوية وقابلة للتطوير للكشف عن الضعف الحركي الدقيق الناجم عن التعرض للمواد السامة للأعصاب. إن الجمع بين الأدوات الجينية ودورة الحياة القصيرة والتحليل السلوكي المتقدم يضع ذبابة الفاكهة كبديل قوي لنماذج الفقاريات لفحص السمية العصبية ، مما يساهم في النهاية في تطوير أدوية أكثر أمانا وتحسين تقييمات المخاطر البيئية.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

البروتوكول

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

على سبيل المثال ، تم استخدام هذا البروتوكول لتقييم الإمكانات السامة للأعصاب لجزء سم Physalis physalis . تلقت المجموعة الضابطة فقط المخزن المؤقت الفسيولوجي والسكروز بدون مركب الاختبار. تم إجراء جميع التجارب على سلالة W118 . التخليص الأخلاقي غير مطلوب للتجارب مع ذبابة الفاكهة ، لأنها لا تغطيها لوائح رعاية.

1. الكواشف وإعداد العينة

  1. قم بإعداد مخزن مؤقت بيولوجي مثل PBS (10 ملي مولار ، درجة الحموضة 7.0) أو HEPES (10 ملي مولار ، الرقم الهيدروجيني 7.0) ، اعتمادا على متطلبات الفحص المحدد ، ومحلول مخزون 10 M من السكروز. احسب حجم العينة استنادا إلى عدد النسخ المتماثلة ومدة التجربة.
  2. خفف العينة إلى التركيز المطلوب باستخدام مخزن مؤقت بيولوجي ، مكمل بمحلول السكروز حتى التركيز النهائي 1 م. إذا كانت العينة شفافة ، يمكنك إضافة صبغة طعام مناسبة (على سبيل المثال ، 0.1 مجم / مل صبغة زرقاء أو حمراء) لتقييم سلوك التغذية بصريا. في هذه الدراسة ، تم تخفيف الجزء السمي من Physalia physalis باستخدام PBS إلى تركيز نهائي قدره 10 ميكروغرام / ميكرولتر واستكماله بمحلول السكروز وصبغة الطعام.
  3. قم بإعداد محلول تحكم سلبي يحتوي على المخزن المؤقت فقط واستكمل المحلول بالسكروز بتركيز نهائي يبلغ 1 متر ، وصبغة الطعام. في هذه الدراسة ، تم استخدام PBS المكمل بالسكروز وصبغة الطعام كحل تحكم سلبي.
  4. بالنسبة لوسائط ذبابة الفاكهة ، اتبع البروتوكول الوارد في18.

2. صيانة المواد البيولوجية

  1. انقل الذباب البالغ الصحي والناضج جنسيا إلى زجاجة تحتوي على وسط طعام طازج. للمتابعة ، اضغط على الذباب في قاع الزجاجة ، وافتحه ، وانقله عن طريق انعكاس الزجاجة إلى زجاجة جديدة تحتوي على وسيط ذبابة. ضع الزجاجة في حاضنة مضبوطة على 25 درجة مئوية مع دورة إضاءة / داكنة لمدة 12 ساعة ورطوبة بنسبة 50٪. اسمح للذباب بوضع البيض طوال الليل (حوالي 16-22 ساعة) لجمع ما يكفي من البيض المتزامن.
  2. بعد وضع البيض ، استخدم زجاجة جديدة تحتوي على 70٪ من الإيثانول للتخلص من الذباب البالغ. هذا يمنع وضع البيض الإضافي ويضمن التزامن في العمر ، وهو أمر بالغ الأهمية للحصول على مجموعة من البالغين مع الحد الأدنى من التباين العمري.
  3. لدعم التطوير المنتظم ، حافظ على الزجاجات في نفس الظروف الخاضعة للرقابة (25 درجة مئوية ، 12 ساعة دورة ضوء / ظلام ، 50٪ رطوبة). يبدأ البالغون في الظهور في اليوم 9 أو 10 تقريبا. يمكن أن تساعد مراقبة التقدم التنموي في توقع توقيت ظهور البالغين.
  4. حافظ على الذباب الذي تم جمعه في نفس الظروف الخاضعة للرقابة حتى يصل إلى العمر المطلوب للفحص. استخدمها في غضون 24-48 ساعة بعد ظهورها. تضمن عملية الشيخوخة الخاضعة للرقابة هذه تقليل التباين وتعزيز موثوقية النتائج التجريبية.

3. اختبار Geotaxis السلبي

ملاحظة: يتم تقديم تمثيل تخطيطي لمقايسة geotaxis السلبية في الشكل التكميلي 1.

  1. في يوم التجربة ، انقل الذباب برفق إلى زجاجة فارغة.
  2. يحتاج الذباب إلى التخدير لفترة وجيزة على الجليد قبل النقل لتقليل الحركة والتعامل مع الإجهاد. لهذا الغرض ، ضع الزجاجة التي تحتوي على الذباب داخل صندوق من الثلج ، يغطي الزجاجة بأكملها.
  3. بعد 1 دقيقة ، اضغط برفق على الزجاجة للتحقق من تخدير جميع الذباب. احتفظ بها على الجليد لمدة 1 دقيقة أخرى لضمان التخدير الكامل دون التسبب في إجهاد أو التأثير على قدرتها على التسلق.
    ملاحظة: اعلم أن بعض التخدير ، مثل ثاني أكسيد الكربون2 ، يمكن أن تؤثر على السلوكيات اللاحقة ، بما في ذلك ضعف سلوك التسلق ، وتؤثر على نتائج مقايسة التاكسي الجيولوجي السلبية.
  4. أثناء تخدير الذباب ، قم بإعداد وعاء أصغر مملوء بالثلج وضع طبق بتري أو سطح مستو ونظيف فوق الجليد لإنشاء منصة مبردة. يساعد هذا الإعداد في الحفاظ على التخدير أثناء الفرز ويقلل من حركة الذباب عند الشفاء.
  5. تقييم التخدير عن طريق تأكيد الشلل الكامل للذباب بعد دقيقتين على الجليد. بمجرد تخديرها بالكامل ، انقل الذباب برفق عن طريق قلب الأنبوب فوق طبق بتري مبرد والنقر عليه برفق لتحريره. سيساعد السطح البارد على إبقاء الذباب ثابتا أثناء المناولة.
  6. باستخدام فرشاة رسم دقيقة وتحت مجهر مجسم (بتكبير 10x و 20x ، إن وجد) ، افصل بلطف بين الذباب من الذكور والإناث بناء على الخصائص المميزة ، مثل الحجم وأنماط التصبغ. يكون الذكور أصغر حجما بشكل عام مع أشرطة سوداء عريضة ، بينما تكون الإناث أكبر حجما مع بطن أخف وزنا. قم بتنفيذ هذه الخطوة في أسرع وقت ممكن لتقليل تأثير التخدير على الذباب.
    ملاحظة: إذا كان التمايز بين الجنسين غير ضروري للتجربة ، فاحذف خطوة الفصل. قلل من وقت التعرض وتعامل مع الذباب برفق لتقليل التوتر والتغيرات السلوكية المحتملة.
  7. انقل الذباب الذي تم فرزه بعناية إلى قوارير فارغة مع التعيين المناسب. اسمح لهم بالتعافي من التخدير لمدة 30 دقيقة تقريبا في بيئة خاضعة للرقابة (25 درجة مئوية ، 12 ساعة / 12 ساعة دورة ضوء / ظلام ، 50٪ رطوبة) قبل متابعة الفحص.
  8. لتحضير الأعلاف الشعرية الدقيقة، استخدم ماصة لتحميل 10 ميكرولتر من محلول الاختبار يدويا في كل أنبوب شعري دقيق. تأكد من أن الحجم متسق عبر جميع العينات لتوحيد ظروف التغذية.
  9. باستخدام ماصة ، أضف 3-5 ميكرولتر من الزيت المعدني إلى الطرف المفتوح للشعيرات الدموية الدقيقة. هذا يمنع العينة من التبخر والتسرب أثناء التجربة.
  10. أدخل الشعيرات الدموية الدقيقة المملوءة مسبقا من خلال فتحات في سدادات القارورة القطنية ، مع التأكد من وضعها بشكل آمن. إذا لزم الأمر ، استخدم الأطراف المقطوعة مسبقا لتناسب القطن بإحكام دون إعاقة تدفق الهواء.
  11. ضع القوارير التي تحتوي على الذباب في حاضنة مضبوطة على 25 درجة مئوية مع دورة إضاءة / ظلام 12 ساعة / 12 ساعة. اتركها طوال مدة التجربة واستبدل الشعيرات الدموية الدقيقة يدويا بالطعام الطازج يوميا لضمان التعرض المستمر. تعتمد فترة التعرض على سمية العينة وطبيعتها وتمتد عادة ما بين 2 و 7 أيام.
  12. على فترات 12 ساعة ، انقل الذباب إلى قارورة نظيفة وفارغة لتقييم النشاط الحركي.
  13. قم بقياس وتمييز خط على بعد 7 سم من أسفل القارورة باستخدام علامة دائمة. سيكون هذا الارتفاع بمثابة هدف التسلق.
  14. ضع كاميرا أو هاتف في مكان ثابت لتسجيل سلوك التسلق. ضمان الإضاءة الكافية وخلفية شفافة للتحليل. تأكد من أن الإعداد التجريبي متوافق مع مجال رؤية الكاميرا.
  15. اضغط على القارورة برفق لإحضار الذباب إلى الأسفل، ثم ابدأ التسجيل على الفور. تجنب القوة المفرطة التي يمكن أن تصيب الذباب أو تشويكه.
  16. راجع التسجيلات وقم بقياس الوقت الذي تستغرقه كل ذبابة للوصول إلى الخط المميز 7 سم. حدد حدا أقصى للوقت (على سبيل المثال ، 30 ثانية) ؛ قم بتعيين هذه المرة لأي ذبابة تفشل في الوصول إلى الخط.
  17. انتبه جيدا لأي سلوكيات غير طبيعية ، مثل الحركة غير المنسقة أو تأخر بدء التسلق أو أنماط التسلق غير المنتظمة. قد تشير هذه العلامات إلى الآثار السمية العصبية للمركب الذي تم اختباره.
    ملاحظة: للحصول على إرشادات مفصلة حول إعداد الأعلاف ، يرجى الرجوع إلى بروتوكول فحص المغذي الشعري (CAFE)19. توفر هذه الطريقة إرشادات دقيقة لإعداد مصادر الغذاء السائلة لذباب الفاكهة ، مما يضمن القياس الكمي الدقيق لتناول الطعام وتقليل التباين في تجارب التغذية.

4. فحوصات المراقبة في الوقت الحقيقي

ملاحظة: بالنسبة للإعداد ، بما في ذلك التمثيل التخطيطي لمكونات نظام التتبع وبروتوكول المعايرة ، يرجى متابعة المنشورات السابقة11،12. يتم تقديم نظرة عامة على التجارب في الشكل التكميلي 2.

  1. مقايسة الحركة في الوقت الحقيقي (مقايسة التتبع)
    1. كرر الخطوات 3.8-3.9 لتحضير الشعيرات الدموية الدقيقة للتغذية بالعينة وختم الزيت المعدني.
    2. قم بإعداد غرف الحركة الفردية باستخدام مصاصات بلاستيكية شفافة ، يبلغ طول كل منها حوالي 6 سم. تعمل هذه القش كحاويات شفافة وفعالة من حيث التكلفة مناسبة للتسجيلات. يجب أن تكون الأنابيب متوافقة مع ساحة النوم11 ، والتي تستوعب 20 أنبوبا للدراسات السلوكية عالية الإنتاجية.
    3. أغلق أحد طرفي كل ماصة بغشاء شفاف ، مما يضمن إغلاقا محكما. بالقرب من النهاية المغلقة ، قم بإنشاء ثقب صغير لاستيعاب إدخال الشعيرات الدموية الدقيقة للتغذية. تأكد من أن الفتحة كبيرة بما يكفي لتثبيت الشعيرات الدموية الدقيقة بإحكام دون التسبب في حدوث تسرب أو حركة أثناء الفحص.
    4. كرر الخطوات 3.1-3.6 للتخدير ، والفصل اختياريا ، ووضع ذبابة مخدرة برفق في كل أنبوب باستخدام فرشاة رسم دقيقة. أغلق الطرف المفتوح لكل أنبوب بغشاء شفاف أو سدادة قطنية ، مما يضمن تدفق الهواء واحتواء الذباب.
    5. ضع الأنابيب المجمعة في الساحة ، مما يضمن بقاء كل شعيرات دموية دقيقة في الخارج للاستبدال اليومي. أدخل الشعيرات الدموية الدقيقة المملوءة مسبقا في كل أنبوب. اسمح للذباب بالتعافي والتأقلم لمدة 30 دقيقة تقريبا قبل بدء الفحص.
    6. ضع الجهاز في غرفة ذات ظروف بيئية خاضعة للرقابة (على سبيل المثال ، 25 درجة مئوية ، 12 ساعة / 12 ساعة دورة ضوء / ظلام ، رطوبة 50٪). قم بتوصيل الجهاز بالشبكة أو نظام التتبع المحلي.
    7. قم بالوصول إلى النظام الأساسي وحدد موقع الجهاز المخصص للتجربة. تأكد من أن النظام يتتبع بدقة كل ذبابة ، كما هو موضح في العلامات. أدخل جميع البيانات الوصفية التجريبية ذات الصلة وابدأ في تسجيل المقايس. لتحليل البيانات المتقدم ، استخدم إطار عمل rethomics ، وهو حزمة R مصممة لتحليل البيانات السلوكية عاليةالإنتاجية 11،12.
    8. استبدل الطعام في الشعيرات الدموية الدقيقة يوميا بمحلول طازج. افحص بصريا كل ذبابة يوميا لضمان البقاء على قيد الحياة والسلوك السليم طوال الفترة التجريبية التي تمتد عادة بين 3 و 5 أيام.
  2. تقييم إيقاع الساعة البيولوجية
    1. للتحقيق في إيقاع الساعة البيولوجية للذباب وتعديلاته المحتملة ، تأكد من أن التجربة تبدأ بالتزامن مع دورة الضوء / الظلام المحددة. حافظ على فترة ضوئية داكنة تبلغ 12 ساعة / 12 ساعة طوال مرحلة التسجيل لتجنب اضطرابات الإيقاعات الداخلية. بمجرد ضبط الشروط ، كرر الخطوات 4.1.1-4.1.8 ، مع ضمان تنفيذ جميع الإجراءات بشكل متسق عبر المراحل الفاتحة / المظلمة.
  3. تقييم سلوك تفضيل الضوء / الظلام
    1. كرر الخطوات 3.1-3.11 لتحضير الذباب وتغذية الشعيرات الدموية الدقيقة.
    2. بمجرد تحضير قوارير التغذية ، ضعها في الحاضنة للسماح للذباب بالتغذي على عينة الاختبار لمدة ساعتين (أو مدة أخرى على النحو الذي تحدده بيانات النشاط الحركي السابقة).
    3. لتقييم سلوك تفضيل الضوء ، قم بإعداد غرف حركة فردية تغطي 50٪ من كل أنبوب بورق الألمنيوم لإنشاء منطقة مظلمة محددة. ضمان تغطية متسقة عبر جميع الأنابيب للسماح بالمقارنة الموحدة.
    4. كرر الخطوات 4.1.2-4.1.4 لنقل الذباب بشكل فردي إلى غرف الحركة ، مع حذف إدخال الشعيرات الدموية الدقيقة.
    5. ضع الأنابيب المحضرة في الساحة واترك الذباب يتأقلم لمدة 30 دقيقة تقريبا.
    6. كرر الخطوات 4.1.6-4.1.7 وسجل سلوك الذباب لمدة 60 دقيقة. قد تشير الأنابيب التي يتم فيها تسجيل حركة منخفضة إلى تفضيل مظلم ، حيث لا يكتشف نظام التتبع الذباب الموجود في المنطقة المغطاة بالرقائق للإشارة إلى العائق.

5. تحليل البيانات

  1. قم بإعداد قالب البيانات الوصفية من خلال تضمين جميع المعلومات الضرورية مثل المعرف والمعالجة والتفاصيل المركبة ومدة الفحص والمتغيرات الأخرى ذات الصلة. يتم تضمين مثال القالب ومسار معالجة البيانات المقابل في الجدول التكميلي 1.
  2. احفظ ملف البيانات الوصفية المكتمل بتنسيق CSV. لضمان التوافق، افتح ملف CSV في محرر نصوص للتحقق من أنه لا يحتوي على أحرف أو مشكلات تنسيق غير ضرورية. قم بإزالة أي أحرف غريبة إذا كانت موجودة.
  3. قبل متابعة تحليل البيانات ، قم بإنشاء نسخة احتياطية من البيانات. افتح محطة طرفية وقم بتنفيذ الأمر التالي: sudo python backup_tool.py. تحمي هذه الخطوة البيانات من الخسارة المحتملة أو التلف أثناء التحليل.
  4. تحديد وملاحظة موقع ملفات البيانات المقابلة للتجربة. تأكد من إمكانية الوصول إلى هذه الملفات للتحليل.
  5. تحليل البيانات باستخدام Rethomics. افتح RStudio وقم بتحميل حزم Rethomics اللازمة لتحليل البيانات السلوكية. تتوفر التعليمات التفصيلية والبرامج التعليمية على موقع Rethomics: https://rethomics.github.io/scopr.html

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

النتائج

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

على سبيل المثال ، تم استخدام هذا البروتوكول لتقييم الإمكانات السامة للأعصاب لجزء سم Physalis physalis . تألفت المجموعة المعالجة من ذباب يتغذى على عازلة فسيولوجية مكملة بمحلول السكروز (حتى تركيز نهائي قدره 1 متر) وجزء سم الاختبار. تلقت المجموعة الضابطة فقط المخزن المؤقت الفسيولوجي والسكروز بدون مركب الاختبار. تم إجراء جميع التجارب على سلالة W118 .

في الطريقة الموصوفة ، أظهر الذباب غير المعالج ، المجموعة الضابطة ، حركة نموذجية وسلوك تسلق (نمط ظاهري سلبي) ، بينما يمثل الذباب ا...

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المناقشة

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

في المقام الأول ، يعد تحديد جرعة غير مميتة (شبه مميتة) خطوة أولية حاسمة لإجراء تجارب السمية العصبية. هذا يضمن بقاء الذباب قابلا للحياة طوال الدراسة ، مما يسمح بمراقبة التأثيرات السلوكية والحركية دون عامل الوفيات المربك. في دراستنا ، تم تحديد الجرعة شبه المميتة من جزء سم Physalia physalis لتكون 10 ميكروغرام / ميكرولتر. لضمان نتائج قوية وقابلة للتكرار ، يوصى بثلاث مكررات بيولوجية على الأقل لكل مجموعة معالجة ، يتكون كل منها من عشرة ذباب وثلاثة مكررات تقنية على الأقل. هذا يتوافق مع ...

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

الإفصاحات

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

تم توظيف المؤلفة Zuzanna Tomkielska من قبل Mesosystem SA ، والمؤلفة آنا كاساس تابعة أيضا ل Mesosystem SA. ويعلن المؤلفون الباقون أن البحث أجري في غياب أي علاقات تجارية أو مالية يمكن تفسيرها على أنها تضارب محتمل في المصالح.

شكر وتقدير

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

تم تمويل هذا البحث من قبل مشروع منح المنطقة الاقتصادية الأوروبية MOD. PN. FRM.059.PT.V03 - Physalia physalis: مصدر مبتكر وغير مستغل لمنتجات التجميل ذات القيمة المضافة العالية ؛ من قبل "Pacto da Bioeconomia Azul" (المشروع رقم C644915664-00000026) داخل WP5 - Algae Vertical ، بتمويل من الجيل القادم من صندوق الاتحاد الأوروبي الأوروبي وخطة التعافي والمرونة البرتغالية (PRR) ؛ وبواسطة Fundação para a Ciência e a Tecnologia (FCT) من خلال CBA (UIDB/05292/2020 و UIDP/05292/2020).

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المواد

قائمة المواد المستخدمة في هذه المقالة
الاسمالشركةرقم فهرسيالتعليقات
رقائق الألومنيوم   ؛--
صبغة زرقاء   ؛  راينر-صبغة رينرز زرقاء 28 مل
وحدة الكاميرا 2 NoIRتوت العليق Pi 096-4062يتم توفيره على Mauser.pt
القطن المتجولسيجما ألدريتشBR28205
ذبابة الفاكهة زجاجات الأسهمVWRVWRI734-1249زجاجة يطير جولة 60Z
قوارير ذبابة الفاكهةVWRالرمي 734-2255
طبق بتري زجاجيسيجما ألدريتشBR455701
الشعيرات الدموية الدقيقةسيجما ألدريتشBR749321
بطاقة MicroSD--توصي Producent باستخدام بطاقة SD بسعة تخزين لا تقل عن 32 جيجابايت لتثبيت نظام التشغيل Raspberry Pi
مصدر طاقة Micro-USBتوت العليق Pi 096-4585يتم توفيره على Mauser.pt
الزيوت المعدنية بيو راد#1632129
فرشاة الطلاء--
سالين الفوسفات المخزن (PBS)المكونات التي يتم الحصول عليها من شركات مختلفة-عازلة تستخدم لإعداد الغذاء للمجموعة الضابطة وتستخدم لتخفيف العينة; 10 ملي درجة الحموضة 7
مقابس لقوارير وزجاجات ذبابة الفاكهةVWRVWRI734-2875
مقابس لقوارير وزجاجات ذبابة الفاكهةVWRVWRI734-2673
فيلم الختمسيجما ألدريتشHS234526C
كمبيوتر أحادي اللوحة   ؛ (3 موديل ب)توت العليق Pi 096-5700يتم توفيره على Mauser.pt
السكروزسيجما ألدريتشس 9378
قش بلاستيكي شفاف--أي شيء متوافق مع ساحة النوم الأنظارية (6,5 سم × 0,5 سم)

المراجع

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Pandey, U. B., Nichols, C. D. Human disease models in Drosophila melanogaster and the role of the fly in therapeutic drug discovery. Pharmacol Rev. 63 (2), 411-436 (2011).
  2. Bellen, H. J., Tong, C., Tsuda, H. 100 years of Drosophila research and its impact on vertebrate neuroscience: a history lesson for the future. Nat Rev Neurosci. 11 (7), 514-522 (2010).
  3. Rand, M. D. Drosophotoxicology: the growing potential for Drosophila in neurotoxicology. Neurotoxicol Teratol. 32 (1), 74-83 (2010).
  4. Gupta, S. C., et al. Chlorpyrifos induces apoptosis and DNA damage in Drosophila through generation of reactive oxygen species. Ecotoxicol Environ Saf. 73 (6), 1415-1423 (2010).
  5. Grandjean, P., Landrigan, P. J. Neurobehavioural effects of developmental toxicity. Lancet Neurol. 13 (3), 330-338 (2014).
  6. Bal-Price, A., et al. International STakeholder NETwork (ISTNET): creating a developmental neurotoxicity testing roadmap for regulatory purposes. Arch Toxicol. 89 (2), 269-287 (2015).
  7. Cabrita, R., et al. Motor dysfunction in Drosophila melanogaster as a biomarker for developmental neurotoxicity. iScience. 25 (7), 104541(2022).
  8. Mendes, C. S., Bartos, I., Akay, T., Márka, S., Mann, R. S. Quantification of gait parameters in freely walking wild-type and sensory deprived Drosophila melanogaster. Elife. 2, e00231(2013).
  9. Dubovický, M., et al. Evaluation of developmental neurotoxicity: some important issues focused on neurobehavioral development. Interdiscip Toxicol. 1 (3-4), 206-210 (2008).
  10. Pereira, T. D., Shaevitz, J. W., Murthy, M. Quantifying behavior to understand the brain. Nat Neurosci. 23 (12), 1537-1549 (2020).
  11. Geissmann, Q., et al. Ethoscopes: an open platform for high-throughput ethomics. PLoS Biol. 15 (10), e2003026(2017).
  12. Geissmann, Q., Garcia Rodriguez, L., Beckwith, E. J., Gilestro, G. F. Rethomics: an R framework to analyse high-throughput behavioural data. PLoS One. 14 (1), e0209331(2019).
  13. Blackhurst, L., Gilestro, G. F. Ethoscopy and ethoscope-lab: a framework for behavioural analysis to lower entrance barrier and aid reproducibility. Bioinform Adv. 3 (1), vbad132(2023).
  14. gilestrolab/ethoscopy. , https://github.com/gilestrolab/ethoscopy (2025).
  15. Bilder, D., Irvine, K. D. Taking stock of the Drosophila research ecosystem. Genetics. 206 (3), 1227-1236 (2017).
  16. Hirth, F. Drosophila melanogaster in the study of human neurodegeneration. CNS Neurol Disord Drug Targets. 9 (4), 504-523 (2010).
  17. Affleck, J. G., Walker, V. K. Drosophila as a model for developmental toxicology: using and extending the Drosophotoxicology model. Methods Mol Biol. 1965, 139-153 (2019).
  18. Frias, J., Simoes, N. Fruit Fly Potato Culture Media. protocols.io. , (2020).
  19. Diegelmann, S., et al. The Capillary Feeder (CAFE) Assay measures food intake in Drosophila melanogaster. J Vis Exp. (121), e55024(2017).
  20. 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).
  21. Gilestro, G. F. Video tracking and analysis of sleep in Drosophila melanogaster. Nat Protoc. 7 (5), 995-1007 (2012).
  22. Ardekani, R., et al. Using GFP Video to Track 3D Movement and Conditional Gene Expression in Free-Moving Flies. PLoS One. 7 (7), e40506(2012).
  23. Mackay, T. F. C., et al. The Drosophila melanogaster Genetic Reference Panel. Nature. 482, 173-178 (2012).

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

إعادة الطباعة والأذونات

طلب إذن لإعادة استخدام النص أو الأشكال في مقالة JoVE هذه

طلب إذن

الوسوم

مقالات ذات صلة