December 15th, 2016
نحن تصف بروتوكول لإحداث مجزية وnonrewarding الخبرات في ذباب الفاكهة (ذبابة الفاكهة) باستخدام استهلاك الإيثانول الطوعي كمقياس للتغييرات في دول مكافأة.
الهدف العام من هذا الإجراء هو قياس الإدارة الذاتية للإيثانول في ذباب الفاكهة كبديل للتغييرات في حالات المكافآت. يمكن أن تساعد هذه الطريقة في الإجابة على الأسئلة الرئيسية في علم الأعصاب ، مثل كيفية ترميز التجربة في الدماغ ، وتؤدي إلى تعديل السلوك. الميزة الرئيسية لهذه التقنية هي أنها بسيطة نسبيا ولا تتطلب إعدادا معقدا.
يتكون البروتوكول من جزأين منفصلين. الأول هو تعريض الذباب لتجارب مجزية وغير مجزية ، والثاني هو فحص الاستهلاك الطوعي للإيثانول كمقياس للدافع للحصول على مكافأة المخدرات. يمكن استخدام جزأين من البروتوكول بشكل مستقل.
للحث على تعديل التجربة كخطوة أولية لمزيد من المقايسات النهائية ، أو ، كمقايسة تغذية مستقلة ، ذات خيارين. سيوضح الإجراء شير زر ، طالب الماجستير ، وجوليا ريفكين ، طالبة الدراسات العليا ، وكلاهما من مختبري. لبدء بناء وحدة التغذية الشعرية ، خذ أولا قارورة ذبابة قياسية بها ثقوب صغيرة على طول جانب القارورة.
استخدم شفرة حلاقة لقطع سدادة القارورة إلى نصفين بالعرض. ضع علامة على أربع نقاط على سطح القابس ، مما يؤدي إلى إنشاء شكل مربع لوضع حوامل الشعيرات الدموية. باستخدام إبرة قياس 18 ، قم بعمل أربعة ثقوب من خلال القابس في موضع العلامات.
واجعل الثقوب أوسع باستخدام ماصة دقيقة. باستخدام شفرة حلاقة ، قم بقص أربع ماصات دقيقة بحيث تحمل بإحكام خمسة شعيرات دموية زجاجية ميكرولتر. أدخل هذه في الفتحات الموجودة في القابس المعد.
ضع علامة على الموضع الموجود على قابس الشعيرات الدموية التي ستحتوي على الإيثانول. بعد ذلك ، رتب قوارير زجاجية في رفوف أجهزة الطرد المركزي الدقيقة. قم بإذابة طعام الذباب ، ثم صب ملليلترين في كل من القوارير.
اترك الطعام يتماسك ، ثم قم بتغطية القوارير بغلاف بلاستيكي. ابدأ بأخذ ذكور الذباب التي تم إيواؤها بشكل منفصل في قوارير أصغر في عزلة. قم بتعيينها لمجموعتين بشكل عشوائي.
أولئك الذين سيخضعون لتجارب تزاوج مجزية مقابل تجارب تزاوج غير مجزية. بدءا من المجموعة غير المجزية ، أضف أنثى متزاوجة مسبقا إلى كل قارورة. بالانتقال إلى مجموعة المكافآت ، أضف أنثى عذراء إلى كل قارورة.
شاهد لقاءات التزاوج للتأكد من أن الذكور الذين يتفاعلون مع الإناث البكر يتزاوجون بنجاح خلال الساعة الأولى. وأن الذكور الذين يتفاعلون مع الإناث المتزاوجة سابقا لا يتزاوجون. من الضروري المراقبة بعناية ، للتأكد من أن المجموعة المتزاوجة تخضع بالفعل للتزاوج ، وأن المجموعة المرفوضة لا تنجح في التزاوج.
بعد ساعة واحدة ، قم بإزالة أي ذكور من المجموعة المرفوضة التي تمكنت من التزاوج من التجربة ، والذكور من المجموعة المتزاوجة التي لم ينتهي بها الأمر بالتزاوج بنهاية الجلسة التدريبية الأولى. اختتم جلسة التكييف عن طريق شفط الإناث المتزاوجات سابقا من الحالة غير المجزية ، مع الاحتفاظ بهؤلاء الأفراد للتجارب اللاحقة. أخيرا ، قم بإزالة الإناث والتخلص منها من مجموعة الذكور المتزاوجة.
دع الذباب يرتاح لمدة ساعة واحدة ، ثم كرر اختبار التكييف لمدة ساعة مرتين أخريين مع ساعة راحة بينهما. يجب تكرار هذه الجلسات التدريبية مرة أخرى كل يوم لمدة ثلاثة أيام أخرى. بعد جلسة التكييف النهائية في اليوم الرابع ، قم بشفط الذكور غير المتزوجين ووضعهم في مجموعات من ستة إلى ثمانية في قوارير التغذية الشعرية ، مع إبقاء الذباب في نفس مجموعة المكافآت معا.
استخدم سدادة ناعمة لإبقاء الذكور في مكانهم أثناء النقل. بمجرد إدخال جميع الذباب ، استبدل القابس الناعم بقابس التغذية الشعري. بلل المقابس عن طريق إضافة خمسة ملليلتر من الماء برفق إلى الجزء العلوي من كل سدادة ، وتجنب الانسكاب في القارورة.
قم بإعداد محاليل الإيثانول والماء الغذائي ، ثم ضع خمس قطرات ميكرولتر منها على شريط من فيلم المختبر. اسمح للمحلول بملء الشعيرات الدموية حتى تصل إلى علامة الخمسة ميكرولتر. ثم اضغط عليها برفق على الشريط لوضع المحلول بالضبط عند الخط المحدد مسبقا.
أغلق نهايات الشعيرات الدموية عن طريق غمسها في قطرات صغيرة من الزيت المعدني. أخيرا ، أدخل الشعيرات الدموية المحتوية على الإيثانول وغير المحتوية على الإيثانول في المحولات الموجودة في القابس. يجب أن تبرز الجوانب المكشوفة ملليمترا واحدا أو أقل من سطح القابس.
إن الحفاظ على فتحة الشعيرات الدموية بالقرب من السدادة الرطبة يقلل من التبخر ويسمح بسهولة الوصول إلى الطعام ، حيث يجلس الذباب عادة على المقابس ويتسلق على الشعيرات الدموية المكشوفة لتتغذى. بالإضافة إلى ذلك ، قم بإعداد قارورة وهمية واحدة بدون ذباب ، والتي سيتم استخدامها كعنصر تحكم لتقييم التبخر الطبيعي. أخيرا ، سجل الموضع النسبي للسائل في كل من الشعيرات الدموية في قوارير فيما يتعلق بالخط الأسود بالمليمترات.
ضع القوارير في الحاضنة التجريبية لمدة 24 ساعة. قم بقياس وتسجيل مستويات السائل في كل شعيرات دموية تمت إزالتها فيما يتعلق بالخط الأسود. بمجرد إجراء التجربة ، استبدل الشعيرات الدموية في وقت محدد ، كل يوم.
أعد ترطيب المقابس بملليلترين من الماء ، ثم أعد القوارير إلى الحاضنة. تم فحص ذباب الفاكهة الذكور من النوع البري من Canton S الذي تم جمعه عند الإغلاق ويبلغ عمره حتى أربعة أيام ، على مدار أربعة أيام لتفضيله الفطري لاستهلاك الكحول. يظهر تحليل الكميات المستهلكة من المحاليل المحتوية على الإيثانول وغير الإيثانول أن الذباب أظهر تفضيلا كبيرا لمصدر غذاء الإيثانول بنسبة 15٪.
تكررت تجربة CAFE مع الذكور المتزاوجين مقابل الذكور المرفوضين. تم إيواء كلتا المجموعتين في السابق منفردتين ، وتعرضتا للإناث التي قبلت التزاوج أو رفضته. عند إدخالها في مجموعات إلى قوارير CAFE ، استهلكت المجموعة المرفوضة المزيد من الشعيرات الدموية للإيثانول.
يشير هذا إلى أن الافتقار الملحوظ إلى المكافأة أدى إلى زيادة سلوك البحث عن المكافأة. على العكس من ذلك ، فإن التزاوج الناجح يزيد من مستويات المكافأة الداخلية ، مما يقلل بدوره من استهلاك الإيثانول. أثناء محاولة هذا الإجراء ، من المهم الحفاظ على بيئة رطبة جيدا للتجربة بأكملها ، مع التركيز بشكل إضافي على جزء الاستهلاك ، وسقي المقابس كل يوم ، والحفاظ على نهايات الشعيرات الدموية على مقربة من المقابس الرطبة.
View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos
يصف هذا البروتوكول كيفية تحفيز تجارب مجزية وغير مجزية في ذباب الفاكهة (Drosophila melanogaster) من خلال الاستهلاك الطوعي للإيثانول. يعمل كمقياس للتغيرات في حالات المكافأة، مما يوفر رؤى حول التعديلات السلوكية.
Quantitative measurement of reward-seeking behavior in Drosophila via ethanol self-administration provides a scalable model for dissecting neural and genetic mechanisms underlying motivation. This approach enables early-stage target validation and mechanistic de-risking for neurobehavioral pathways relevant to addiction and reward modulation. Its simplicity and reproducibility position it as a foundational tool for portfolio triage and hypothesis-driven discovery in neuropharmacology.
This method integrates at the interface of early discovery and lead identification, supporting hypothesis testing and target prioritization for neurobehavioral indications.