صيانة ذبابة Drosophila

تعتمد الأبحاث الناجحة على ذبابة Drosophila melanogaster على الصيانة والتربية الصحيحتين لهذا الكائن النموذجي القيم. سيتناول الفيديو التالي الخطوات الضرورية المطلوبة لتوفير التغذية والسكن والتعامل السليم مع الذبابة.

على الرغم من أنها تُعرف عادةً باسم ذبابة الفاكهة، إلا أن Drosophila melanogaster تقتات في الواقع على الكائنات الحية الدقيقة، مثل الخميرة، التي تنمو على الفاكهة المتخمرة. وفي المختبر، يتم تعديل النظام الغذائي للذبابة لأغراض عملية. تتوفر وصفات عديدة، وجميعها تحتوي على المكونات الأساسية: السكر والخميرة. الوصفة التالية مأخوذة من جامعة إنديانا في بلومنجتون، الشهيرة بتنوع سلالات الذباب الواسع لديها. وتتكون من: ماء معقم، وخميرة، ودقيق الصويا، ودقيق الذرة الأصفر، والآجار لتحسين القوام، وشراب الذرة، وحمض البروبيونيك لمنع نمو العفن والبكتيريا. يتم خلط هذه المكونات وتسخينها وتقليبها، ثم توزيعها في أنابيب إيواء بلاستيكية باستخدام مضخة. وبعد ملئها، تُسد الأنابيب بسدادة قطنية، وتُغلف، ثم تُبرد عند 4 °C. وبمجرد أن يتصلب الغذاء، يتم تعقيمه بواسطة جهاز التعقيم البخاري (autoclaving).

بعد أن تعرفنا قليلاً على ما تتغذى عليه الذباب، دعونا نلقي نظرة على أماكن معيشتها وكيفية التعامل معها.

تُستخدم حاويات متنوعة لإيواء الذباب؛ حيث تُستخدم القوارير (Vials) للحفاظ على الذباب، ويفضل أن تحتوي على 50-100 حشرة بالغة. أما الزجاجات (Bottles) فتُستخدم للمستنبتات الأكبر حجماً وتتسع لـ 300-600 ذبابة بالغة. وتعمل الحاضنات على التحكم في البيئة المحيطة، وهي قادرة على استيعاب مئات القوارير والزجاجات. وتتمثل ظروف التخزين العادية للذباب في درجة حرارة 25 °C ورطوبة نسبية تتراوح بين 60-65%.

عند العمل مع الذباب، من المهم ممارسة التوسيم والتوثيق السليمين، والحفاظ على بيئة نظيفة لضمان سلامة سلالات الذباب والتجارب. يجب تغيير الحاوية عندما يخرج نحو نصف العذارى من شرانقها، أو عندما تغادر الغلاف العذراوي. ستظهر هذه الأغلفة شفافة.

للمعلومية، تحدث مرحلة العذراء بين مرحلتي اليرقة والبالغ، وهي الفترة التي تحضن فيها اليرقات وتتطور إلى حشرة بالغة. وللتحقق من شفافية أغلفة العذراء، ارفع الحاوية أمام مصدر ضوئي وافحص العذراء.

يُنقل الذباب إلى أنابيب تحتوي على وسط غذائي طازج — وهو مسمى علمي لطعام الذباب — عبر عملية تُعرف باسم "قلب الذباب". وقبل البدء في قلب الذباب، افحص سلامة الوسط الغذائي؛ إذ لا يمكن للذباب البقاء على قيد الحياة في غذاء متشقق بسبب الجفاف أو ملوث بالعفن أو البكتيريا.

لقلب الذباب، قم أولاً بالنقر بلطف على أنبوب الذباب فوق الطاولة لإسقاط الذباب عن جدران الأنبوب. ثم قم بإزالة السدادة بسرعة، واقلب الذباب من الحاوية القديمة بسرعة إلى حاوية جديدة. تُنفذ هذه العملية بسرعة لمنع الذباب من الهروب أو سحقه بواسطة السدادة، ولمنع دخول ذباب سائب إلى الأنبوب أثناء عملية القلب.

بينما يُعد قلب الأنابيب الطريقة المفضلة للنقل الجماعي لذبابة Drosophila، فإن التخدير ضروري لفرز الذباب. سيتم مناقشة طريقتين للتخدير هنا: التبريد، واستخدام ثاني أكسيد الكربون. لتبريد الذباب، ضع المزرعة في مجمد عند درجة حرارة -20 °C لمدة 8-12 دقيقة، ثم ضع الذباب على مساحة عمل مسطحة ومبردة لعملية الاختيار. كما يمكن تخدير الذباب بالبرودة عن طريق تبريدها مباشرة على سطح مجمد.

يُعد ثاني أكسيد الكربون طريقة مفضلة للتخدير لأنه لا يسبب وفيات حادة في الذباب ولا يشكل خطراً على الباحث. يتكون نظام إيصال CO2 من: أسطوانة CO2؛ وأنبوب متصل بإبرة لتخدير الذباب داخل القوارير والزجاجات؛ وأنبوب متصل بلوحة CO2 للتحليل تحت المجهر.

لتخدير الذباب، أدخل إبرة CO2 عبر السدادة. بدلاً من ذلك، انقر بالحاوية على سطح ما، ثم أزل السدادة، واقلب الذباب بسرعة على لوحة CO2، مع الحفاظ على إغلاق محكم حتى تتوقف الذباب عن الحركة. وباستخدام فرشاة أو ملقط، انقل الذباب برفق إلى الحاوية الجديدة.

للتخلص من الذباب غير المرغوب فيه، اسكبه في "مقبرة الذباب"، والتي تتكون من زجاجة كبيرة مملوءة بـ isopropanol أو ethanol وزيت معدني، ومغطاة بقمع.

بعد أن تعرفنا على كيفية تربية الذباب والتعامل معه في المختبر، دعونا نلقِ نظرة على كيفية تعديل ظروف الإيواء والتغذية لتجارب مختلفة.

تتطلب بعض التجارب خيارات إيواء بديلة من أجل استيعاب كمية أكبر من الذباب.

في هذه التجربة، يستخدم الباحث قفصاً لمجتمعات الذباب لجمع كمية كبيرة من الأجنة. وقفص مجتمعات الذباب هو صندوق بلاستيكي شفاف قادر على استيعاب آلاف الذباب. يقوم الباحث بإطلاق الذباب المطلوب من عدة زجاجات داخل القفص، ثم يضع أطباق الآجار في القفص لجمع الأجنة.

تتطلب بعض التجارب التحكم في النظام الغذائي للذباب.

في هذه التجربة، يرغب الباحث في مراقبة استجابة الهروب لدى ذباب معدل وراثياً يعبر عن قناة أيونية ينشطها الضوء في العصبونات التي تنظم استجابة الهروب لدى الذباب. يتم تدعيم النظام الغذائي لـ Drosophila بمادة "all-trans-retinal"، وهي عامل مساعد لهذه القناة وتسمح لها بالعمل. يتم ذلك عن طريق صهر الغذاء وإضافة الكاشف. ثم يُعرَّض الذباب للضوء الأزرق الذي ينشط القناة ويحفز استجابة الهروب، ويُقاس الوقت المستغرق للطيران.

يمكن التحكم في مجموعة متنوعة من ظروف الإيواء والتعامل لأغراض التجريب.

في هذه التجربة، يتم إنشاء "power tower" متطور لدراسة آثار التمرين على Drosophila. الـ power tower هي آلة ترتفع وتنخفض باستمرار، مستفيدة من الاستجابة الطبيعية للذباب في التحرك للأعلى، عكس اتجاه الجاذبية، وهو ما يعرف باسم "negative geotaxis."

يتم قياس أداء الذباب الذي تمرن في الـ power tower باستخدام مقايسة استجابة الانتحاء الأرضي السلبي التكرارية السريعة، أو ما يعرف اختصاراً بـ RING assay. يُوضع الذباب في أنابيب فارغة أمام كاميرا، ثم يتم نقر الأنابيب وتسجيل المسافات التي تم تسلقها. تظهر هذه التجربة أن للتمرين تأثيراً إيجابياً على النشاط بمرور الوقت مقارنة بمجموعة ضابطة.

لقد غطى فيديو JoVE هذا طرق صيانة وتربية ذبابة Drosophila melanogaster. بعد مشاهدة هذا الفيديو، يجب أن تكون قادراً على تحضير أوساط غذائية للذباب، وتحديد السكن المناسب بشكل صحيح، ونقل الذباب، وإجراء تجارب بسيطة. شكراً للمشاهدة!