Methodenartikel

Ein Low-Cost-Methode für die Analyse von Beschlagnahme-ähnliche Aktivität und Bewegung in Drosophila

DOI:

10.3791/51460

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19. Februar 2014

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1Department of Biology, Franciscan University of Steubenville, 2Department of Computer Science, Franciscan University of Steubenville

In diesem Artikel

Zusammenfassung

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Mit einer Webcam und einer Kombination aus kostenlosen und kostengünstigen Software-Programme können Lokomotive Muster in Drosophila melanogaster analysiert werden, um Unterschiede in der Geschwindigkeit, Distanz, Zeit und der verschiedenen motorischen Aktivitäten zu erkennen.

Zusammenfassung

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Video-Tracking-Systeme sind weit verbreitet, um Drosophila melanogaster Bewegung erkennen und analysieren verschiedene Anomalien im Verhalten Lokomotive. Während diese Systeme kann eine Fülle von Verhaltens Informationen zu liefern, können die Kosten und die Komplexität dieser Systeme unerschwinglich für viele Labore. Wir haben eine Low-Cost-Assay zur Messung Lokomotive Verhalten und Beschlagnahme Bewegung in D. melanogaster entwickelt. Das System verwendet eine Web-Cam Bilder, die mit einer Kombination aus preiswerten und freie Software auf die Spur der Abstand bewegt verarbeitet werden können, zu erfassen, die mittlere Geschwindigkeit der Bewegung und die Dauer der Bewegung während einer bestimmten Zeitspanne. Um den Nutzen dieses Systems zu demonstrieren, untersuchten wir eine Gruppe von D. melanogaster-Mutanten, die Bang-und Kleinschreibung (BS) Gelähmte, die 3-10 mal anfälliger für Beschlagnahme-ähnliche Aktivität (SLA) als Wildtyp-Fliegen sind. Unter Verwendung dieses neuartigen Systems, waren wir in der Lage, zu erkennen, dass die BS Mutant Knall sinnlos (BSS) weist geringere Sondierungsfortbewegung in einer neuen Umgebung als Wildtyp-Fliegen. Außerdem wurde das System verwendet, um zu identifizieren, dass das Medikament Metformin, die üblicherweise verwendet wird, um Typ-II-Diabetes, reduziert die Intensität des SLA in den BS-Mutanten.

Einleitung

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Aufgrund ihrer kurzen Lebensdauer und die robusten genetische Werkzeuge zur Verfügung, ist Drosophila melanogaster eine ausgezeichnete Modellsystem für die Untersuchung der Ursachen verschiedener Erkrankungen und die zugrunde liegende Physiologie der verschiedenen biologischen Prozessen. In vielen Fällen ist es vorteilhaft, um die Auswirkungen, dass Verhaltens, genetische oder pharmakologische Manipulationen haben auf die Fortbewegung in diesen Modellorganismen 1,2 messen.

Es gibt eine Vielzahl von Verfahren, die üblicherweise zur Messung der Flugbewegung in zwei Dimensionen 3-7 verwendet werden. Diese Syste....

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Protokoll

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1. Erstellung von individuellen Fliegen für Locomotion Assay

  1. Über fliegt durch leichtes Klopfen in einzelne leere Fläschchen und Kappe die Fläschchen mit einem Wattebausch. Lassen Fliegen ungestört 20-30 min vor Beobachtung zu sitzen. Es ist wichtig, um die Fliegen in den Stunden vor der Verhaltensbeobachtung nicht betäuben wie frühere Studien haben gezeigt, Anästhesie Exposition Verhalten zu ändern im Vergleich zu 14 narkotisierten Fliegen.
  2. Klopfen Sie leicht die Fliege aus dem Fläschchen und legen einzelne Fliegen unter einem Durchmesser von 5 cm Petrischale Deckel (5 mm hoch) mit kleinen Schlitzen auf Luftdurchgang zu ermöglichen. I....

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Ergebnisse

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Die hier beschriebene Technik bereits verwendet wurde, um Unterschiede in der SLA in den Drosophila-Mutanten BS 1 zu analysieren. Die hier dargestellten Ergebnisse beziehen die BS-Stämme leicht schockiert (EAS), Knall sinnlos (BSS) und technischen KO (TKO). Das EAS-Locus kodiert für ein Ethanolamin-Kinase in Phosphatidylethanolamin 15 Synthese beteiligt und die tko Locus kodiert für eine mitochondriale riboprotein 16. Die BSS-Mutation.......

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Diskussion

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Bei der Prüfung des Bewegungs oder Bewegungsmuster in Drosophila, ist es nützlich, in der Lage, Informationen über die zurückgelegte Wegstrecke, die Geschwindigkeit der Bewegung und die Bewegungsmuster zu extrahieren. Um diese Informationen zu extrahieren, hat teure Ausrüstung traditionell verwendet worden, die oft unerschwinglich für kleinere Labore oder Labors, die solche Tests sparsam verwenden möchten 4,8,9 ist.

Die hier beschriebenen Assays können zur Bestimmung der .......

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Offenlegungen

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Die Autoren erklären, dass sie keine finanziellen Interessen konkurrieren.

Danksagungen

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Die Autoren möchten auch dank Kris Burner, Stephen McKinney, Laura Tobin, Jenny Gilbreath, Ashley Olley, Megan Hoffer, und Megan Hyde für ihre Arbeit bei der Feinabstimmung dieser Test auszudrücken.

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Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien
NameUnternehmenKatalognummerKommentare
WebCamLogitechPro900Jede hochwertige Webcam reicht aus.
HandiAVI Zeitraffer-SoftwareAzcendant SoftwareDie neueste Version finden Sie unter http://www.azcendant.com/
ImageJNIHDie neueste Version finden Sie unter http://rsbweb.nih.gov/ij/download.html
Multiracker Plug-InNIHDie neueste Version finden Sie unter http://rsbweb.nih.gov/ij/plugins/index.html
VortexerVWRVortex Genie 2Die meisten Vortexer in Standardgröße, wie z. B. der Vortex Genie 2, reichen aus.
5 cm PetrischalenabdeckungLabM LimitedD011Kleinere oder größere Petrischalenabdeckungen können für einen Arena in Bewegungsassay verwendet werden.
Leuchtkastennach MaßGebaut aus Schrott. Die Beleuchtung wird für den Lokomotionsassay verwendet. Abhängig von der Raumbeleuchtung ist es möglich, den Assay ohne den Leuchtkasten durchzuführen.

Referenzen

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  1. Stone, B., Evans, L., Coleman, J., Kuebler, D. Genetic and pharmacological manipulations that alter metabolism suppress seizure-like activity in. 1496, 94-103 (2013).
  2. Benzer, S. Behavioral mutants of Drosophila isolated by countercurrent distribution.

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Schlagwörter

Bewegungsanalyse bei DrosophilaWebcam TrackingImageJ VerarbeitungFliegenanalyse Softwarelokomotorisches VerhaltenBang sensitive MutantenMetformin BehandlungVideoaufzeichnungDatenanalyse

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