2007年2月25日
我叫Sarah Ertel,是哈佛医学院神经生物学系Kravitz实验室的博士后。我叫Sibu,是一名来自德国的医学生,目前正在Kravitz实验室进行科研轮转。
我们希望向您展示如何建立果蝇争斗实验并研究其攻击行为。首先,我们需要准备隔离小管,具体步骤是将果蝇培养基在微波炉中加热融化,待其凝固后,向每根培养管中加入1.5 µL培养基,然后用棉塞封口。
第一步是获取社会经验缺乏的果蝇,即从未接触过其他果蝇的个体。为此,我们取所需类型果蝇的晚期蛹,并用镊子小心地将蛹从试管中取出。
取准备好的分离小瓶,移除棉塞,轻轻将蛹放入瓶内,盖上瓶盖并标记小瓶。将这些蛹放回昼夜循环的温控培养箱中。第二天检查果蝇是否已羽化,然后记录果蝇羽化的日期。
然后将果蝇饲养三到五天,在此期间,我们在果蝇腹部背面涂抹颜料,以便识别个体。现在我们正在为正式的打斗实验制作观察室。具体操作是使用两张普通的显微镜载玻片,在载玻片中部用金刚石切割笔进行标记,划伤表面,然后找到边缘,载玻片即可轻松折断成两半。好的。
然后使用胶水将载玻片的边缘粘合在一起,再将两个半片粘合形成一个盒子。我们可以用70%乙醇清洗,然后再用一些水去除手指残留物。
在培养室底部加入1%琼脂,然后将培养室放入。这可以为果蝇提供湿度。接着,我们需要给果蝇提供一些可供争夺的资源。
因此,尽管培养室的实际大小可被视为一种领地,我们仍会向其中提供食物。我们将食物放入闪烁计数瓶中,这为进一步产生可能的领地行为提供了条件,即某只果蝇可能会试图守护这一区域。
现在,我将取刚用微波炉加热好的食物,将其装入食物杯中,这些食物杯实际上是闪烁计数瓶盖,之后果蝇将在其中进行争斗。装填时需使其表面略呈凸面,以便能够观察到整个表面。同时应避免产生气泡,因为气泡会阻碍果蝇在食物杯表面爬行,而我们希望吸引果蝇聚集到食物杯上。
我们还将在食物杯的中央加入一滴酵母糊。首先需要准备酵母糊。取适量活酵母糊放入食物杯中,然后加入一滴水,搅拌至形成糊状。
待食物杯冷却后,将酵母糊或仅少量酵母糊滴加至食物杯中央。目前我们所在的这间是行为实验间,我们共有两间行为实验间。当关闭所有照明时,此房间完全黑暗,且环境湿度与温度均受控。
因此,我们将温度保持在25摄氏度,并尽量使湿度超过40%,以便尽可能控制果蝇所处的环境条件。接下来,我将设置打斗实验。我们之前准备好的食物杯就在这里,现在我要把它们放入这些实验舱中。
尽量将它们放置在培养室的中央。我们重新盖上盖子。好的,我将使用这个吸虫器吸取果蝇,恰好一对果蝇。
我将取两只果蝇,用移液器将它们吸入此处,然后放入实验腔室中。这就是我接下来要做的操作。现在,我会像这样握住小瓶,因为果蝇具有负趋地性并趋向光线,因此它们通常会向上移动。
这样我在移除棉塞时更容易抓住它们。如您所见,目前我的培养管中有两只果蝇。另外,由于这些是经过标记的果蝇,我需要确保取一只已标记的和一只未标记的。
或者,如果我们使用两种颜色,一种颜色涂成一种颜色,另一种颜色涂成另一种颜色,但它们的基因型相同。现在我将它们插入相应的腔室中,并移除石蜡球。
有一个小孔,我将通过它放入果蝇。我尽量让盖子处于一个合适的位置,这样在轻敲时果蝇不会逃逸。它们会稍微往下掉落,然后我轻轻吹气,只需轻轻吹一下即可,不必用力吹入,以免干扰它们。果蝇需要三到大约四十分钟的时间才能安定下来,并开始观察活动室内的环境。
然后它们会开始占据食物杯,争斗也将随之开始。现在,我将整个装置放在摄像机前,并调整高度,以便以略微倾斜的角度拍摄食物杯,从而能够看到整个食物杯,且整个食物杯都处于焦点范围内。
进行这些攻击性行为检测的房间非常重要。该房间是独立的,需保持无人员走动和噪音干扰,温度维持在25摄氏度,湿度控制在45%至55%之间,以确保果蝇在此环境中保持健康和活跃状态。
此外,我们会调暗顶部的灯光,以便食物杯上的光线也能吸引果蝇。利用DFA作为模型系统并采用此类实验装置,不仅能够观察攻击行为的强度,还能分析我们所观察到的攻击行为的具体模式。我们特别关注这些特定行为,希望了解在发育过程中大脑是如何建立神经连接的,以及这些神经连接如何在成年个体中表现出来——而这些成年个体并未通过学习获得此类行为。
因此,当它们看到开始与其他果蝇互动时,就会立即表现出这些行为。它们知道如何扑击,也知道如何表现出攻击性。因此,我们希望了解这些行为是如何在果蝇的神经系统中被构建的,以及它们随后是如何被调控的。
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本文介绍了一种通过建立受控打斗来研究果蝇攻击行为的方法。研究人员详细描述了果蝇隔离管的制备过程,这是其实验设置的关键步骤。
对果蝇攻击行为的定量分析为解析复杂社会行为的神经和分子基础提供了一个具有遗传可操作性的研究系统。该模型有助于针对中枢神经系统药物发现相关的神经行为通路进行早期靶点验证和机制层面的风险评估。标准化的果蝇行为学检测方法可支持在临床前研究项目中实现可预测的信心以及转化研究的连续性。
该攻击性行为检测方法位于早期发现流程之中,可连接中枢神经系统研究中的基因靶点识别与临床前行为学验证。