对检测方法果蝇行为
2012年3月7日
果蝇是一种基因和行为听话的模型系统已用于了解一个多世纪1的基础上的许多重要的生物过程的分子和细胞， 果蝇已经得到了很好的利用获得到飞行为的遗传基础的见解。
该程序的总体目标是展示检查果蝇运动感觉和协调行为的方法。这是通过首先评估熔岩运动功能、使用爬行试验、评估成体运动功能、使用环测定以及使用求偶试验评估成虫协调和感觉能力来实现的。最终，这组行为分析可以显示遗传和外部因素（如药物治疗）如何影响活动和协调。
Intra sophala.与负 geo axis 等现有方法相比，该测定的主要优点是 Ring 测定具有更高的通量和更灵敏的特性。这种方法可以帮助回答神经退行性疾病领域的关键问题，例如机车缺陷的早期检测。
演示这种检测方法的是我实验室的博士后 Jamie Becknell 博士。幼虫爬行 asay 用于测量遗传和环境因素对运动的影响，以开始在标准瓶子中建立 10 到 15 只雄性和 10 到 15 只处女的杂交。24 小时后，健康的成年人将产下足够的卵来填充瓶子，以保持该种群的年龄与 24 小时相匹配。
将成虫清理到新瓶子中，然后重复该过程。现在孵育瓶子，直到在食物中观察到第三个星幼虫到瓶子中。加入 50 至 100 毫升 20% 蔗糖，静置 20 分钟。
幼虫将漂浮到顶部，使用 25 毫升血清移液管收集幼虫，吸头截断，并放入网篮中。用去离子水在网篮中清洗幼虫两次。现在可以对它们进行实验。
要用药物治疗幼虫，请使用刷子将所需数量的幼虫运输到含有 5% 蔗糖和目标药物溶液的 5 毫升烧杯中。让它们在吸毒的糖溶液中进食 15 分钟，然后将它们倒回网篮中，冲洗干净，然后继续测量药物对运动的影响。使用刷子将单个熔岩输送到含有 2%aros 的 15 厘米培养皿中。
放在一张嫁接纸上。现在收集数据。只需计算熔岩在一分钟内穿过的网格线数量。
接下来，在解剖显微镜下，用刷子将熔岩转移到装有稀释酵母糊溶液的玻璃解剖皿的孔中，持续一分钟，计算 Percys 收缩。单次收缩算作前部运动的完全后向。重复直到计算出所需的幼虫数量。
环协议测量成年动物的机车速度，在轻度麻醉下收集新出现的成年雄性苍蝇，并将它们转移到包含正常或药物食物的标准文件中。每瓶放入大约 25 只苍蝇。将果蝇在室温下维持 2 到 3 天，以完全麻醉恢复和稳态药物水平的积累。
然后将大约 25 只无麻醉苍蝇转移到带有模制塞子的聚苯乙烯小瓶中，并将小瓶组装到一个或多个环形装置中。让果蝇休息 15 到 20 分钟，同时对齐数码相机从侧面拍摄样品瓶，准备好计时器并将其设置为所需的检测持续时间。通常为 3 秒进行检测。
一只手握住环形装置而不打扰苍蝇，另一只手猛地握住相机定时器。轻敲工作台上的设备 3 次以击倒苍蝇，同时启动相机的倒数计时器。每分钟重复一次文章，直到进行了五到六次试验。
在收集初始数据集后，不要重复使用聚苯乙烯测试瓶，这一点至关重要。因为放入旧样品瓶中的新果蝇不会爬升到与放入新样品瓶中的果蝇相同的程度。要使用图像查看器对平均高度进行评分来收集数据，请按不同的组进行攀爬。
该检测需要在产生大量后代的瓶子中制备基因杂交，以收集苍蝇进行检测。在动物主观的几个小时内，黎明时分清理瓶子，每隔三到四个小时收集所有成年动物。收集新出现的性幼稚雄性，雌性将雄性单独放在小瓶或试管中，将食物将雌性分成 5 到 6 人一组。
在类似的外壳中，测定需要相同数量的雄性和雌性。将收集的果蝇隔离 5 天后，准备将它们装入交配轮并进行检测。接下来，在解剖显微镜下小心地将一只雌性和一只雄性转移到交配轮的腔室中。
观察这对 10 分钟或直到它们在这段时间内成功交配。记录首次观察到多个行为的时间。记录男性第一次转向女性记录的时间。
当雄性第一次用它的腿触摸雌性时 记录 当雄性第一次伸出并振动翅膀时 记录 当雄性第一次舔舐雌性生殖器时 记录 当雄性第一次卷曲腹部时 记录。记录男性首次尝试挂载女性电子邮件的时间。最后，记录参与求偶行为的总时间，直到交配发生。
对于野生型动物，这几乎总是在 5 到 10 分钟内，通过三个不同的参数收集数据。首先，行为的延迟是首次观察到它之前所花费的时间。其次，行为的频率是它是否被观察到。
第三，求偶指数是求偶所花费的时间除以与动物实验中交配的总时间和交配时间。F-U-S-T-L-S 突变与肌萎缩侧索硬化症有关。具有插入中心的基因突变体显示出野生型对照的一半爬行能力，而 R 5 21 C 错义突变使爬行速度下降到每分钟仅约 1 厘米。
对年轻的野生型成蝇进行环形测试，结果显示其平均身高在 3 秒内攀升了 3 到 5 厘米。在该测定中，未观察到脱敏，因为在尝试环形测定时，最多连续五次试验间隔一分钟。重要的是要记住在时间
方面要尽可能精确。一旦掌握，如果执行得当，可以在 30 到 40 分钟内完成幼虫拥挤论文，以观察一种基因型 的 10 次试验。看完这个视频，你也应该对如何观察和评分苍蝇的求偶行为有一个很好的了解。
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概述
本文演示了检查果蝇运动感觉和协调行为的方法。该研究利用各种测定方法来评估运动功能和协调性，提供了对影响这些行为的遗传和外部因素的洞察。
关键研究组成部分
科学领域
- 神经科学
- 行为生物学
- 遗传学
背景
- 黑腹果蝇是一个广泛使用的模式生物。
- 它对理解生物过程做出了重大贡献。
- 果蝇行为的遗传基础已被广泛研究。
- 行为测定可以揭示神经退行性疾病的洞察。
研究目的
- 演示评估果蝇运动功能的方法。
- 评估遗传和外部因素对行为的影响。
- 提供现有测定方法的更高通量和敏感的替代方案。
使用的方法
- 用于幼虫运动功能评估的爬行测定。
- 用于成年果蝇运动功能评估的环形测定。
- 用于评估成年果蝇协调性和感觉能力的求偶测定。
- 新测定方法与传统方法的比较。
主要结果
- 环形测定提供了更高的通量和敏感性。
- 行为测定可以检测早期运动缺陷。
- 遗传和药物处理影响果蝇的活动和协调性。
- 获得的洞察可以为神经退行性疾病研究提供信息。
结论
- 果蝇测定有效用于研究运动和感觉行为。
- 这些方法可以增强对遗传影响行为的理解。
- 未来的研究可以利用这些发现进行神经退行性疾病研究。
常见问题
Executive Industry Relevance
Robust behavioral assays in Drosophila enable early-stage interrogation of genetic and pharmacological effects on motor and coordination phenotypes, supporting predictive confidence in neurodegenerative and disease-relevant models. High-throughput, quantitative readouts from larval crawling, adult climbing (RING), and courtship assays facilitate rapid hypothesis testing and mechanistic de-risking at critical discovery inflection points. These methods underpin portfolio triage by providing scalable, reproducible data for target validation and compound screening.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables functional assessment of genetic perturbations and drug effects on motor behavior.
- Supports mechanistic de-risking by quantifying phenotypic outcomes in disease-relevant models.
- Facilitates rapid triage of targets based on reproducible behavioral endpoints.
Screening & Assay Development
- Provides validated, high-throughput behavioral assays for scalable compound evaluation.
- Delivers quantitative, standardized outputs for cross-condition comparison.
- Reduces assay variability and increases reproducibility for screening campaigns.
Translational & Preclinical Research
- Aligns behavioral phenotypes with translational endpoints relevant to neurodegenerative disease models.
- Enables continuity from genetic discovery to preclinical validation of functional outcomes.
- Supports risk-adjusted advancement decisions based on early behavioral readouts.
Pipeline & Workflow Integration
These behavioral assays position Drosophila as a versatile platform from early discovery through lead identification and preclinical research, enabling seamless integration of genetic, pharmacological, and phenotypic data.
- Discovery Biology: Quantitative behavioral assays support hypothesis testing and clarify gene-function relationships.
- Screening: High-throughput RING and crawling assays provide reproducible, scalable platforms for compound and genetic screening.
- Analytics: Standardized measurements (e.g., climbing height, crawling speed, courtship index) enable robust statistical comparison across genotypes and treatments.
- Translational Research: Behavioral endpoints align with disease-relevant phenotypes, supporting translational biomarker development.
- Enterprise Reuse: Assays are adaptable for diverse genetic backgrounds and drug modalities, supporting broad portfolio applications.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence and reduces mechanistic ambiguity in target validation.
- Operational Value: Standardizes behavioral phenotyping for reproducibility and scalability across studies.
- Strategic Value: Enables informed go/no-go decisions and capital-efficient portfolio management.
- Portfolio Impact: Supports risk-adjusted prioritization and advancement of disease-relevant targets and compounds.
Implementation Considerations
- Requires expertise in Drosophila genetics and behavioral phenotyping.
- Needs access to imaging equipment and standardized assay infrastructure.
- Demands rigorous cross-team standardization for reproducible outputs.
- Assay protocols must be adapted for specific genetic backgrounds or drug treatments.
- Potential limitations include sensitivity to environmental variables and assay throughput constraints for large-scale screens.
