Methodenartikel

Eine automatisierte Methode zur Bestimmung der Leistungsfähigkeit von Drosophila als Reaktion auf Temperaturänderungen in Raum und Zeit

DOI:

10.3791/58350

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12. Oktober 2018

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1Groningen Institute for Evolutionary Life Sciences, University of Groningen, 2Department of Cell Biology, University of Groningen, University Medical Center Groningen, 3Ruijsink Dynamic Engineering, 4Department of Psychology, University of Groningen

* These authors contributed equally

In diesem Artikel

Zusammenfassung

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Hier präsentieren wir ein Protokoll, um automatisch bestimmen die lokomotorische Leistung von Drosophila bei schwankenden Temperaturen mit einer programmierbaren temperaturgeführte Arena, die schnell und präzise Temperaturänderungen in Zeit und Raum produziert.

Zusammenfassung

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Temperatur ist eine allgegenwärtige Umweltfaktor, das betrifft wie Arten verteilen und Verhalten. Verschiedene Arten von Drosophila Fruchtfliegen haben spezifische Reaktionen auf wechselnde Temperaturen entsprechend ihrer physiologischen Toleranz und Anpassungsfähigkeit. Drosophila -fliegen besitzen auch eine Temperatur sensing-System, die grundlegend für das Verständnis der neuronalen Grundlagen der Temperatur, die Verarbeitung in Kaltblütler geworden ist. Wir stellen Ihnen hier eine temperaturgeführte Arena, die schnelle und präzise Temperaturänderungen mit zeitlichen und räumlichen Steuerung, die Reaktion der einzelnen fliegen zu erkunden, wechselnde Temperaturen zulässt. Einzelne fliegen sind in der Arena platziert und vorprogrammierte Temperatur Herausforderungen ausgesetzt, wie einheitliche schrittweise Temperatur Reaktion Normen bestimmen oder räumlich verteilten Temperaturen gleichzeitig Vorlieben bestimmen erhöht. Einzelpersonen werden automatisch erfasst und erlauben die Quantifizierung der Geschwindigkeit oder Standort bevorzugt. Diese Methode kann verwendet werden, um schnell die Antwort über eine große Auswahl an Temperaturen Leistung Temperaturkurven in Drosophila bestimmen oder andere Insekten von ähnlicher Größe zu quantifizieren. Darüber hinaus kann es für genetische Studien verwendet werden, um Temperatur-Einstellungen und Reaktionen der Mutanten und Wildtyp fliegen zu quantifizieren. Diese Methode kann helfen, die Grundlage der thermischen Speziation und Anpassung sowie die neuronalen Mechanismen hinter Temperatur Verarbeitung aufzudecken.

Einleitung

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Temperatur ist eine Konstante Umweltfaktor, das betrifft, wie Organismen funktionieren und1Verhalten. Unterschiede in Breite und Höhe führen zu Unterschieden in der Art des Organismus ausgesetzt sind, die Ergebnisse in evolutionäre Auswahl für ihre Reaktionen auf Temperatur2,3Klimazonen. Organismen reagieren auf unterschiedliche Temperaturen durch morphologischen, physiologischen und verhaltensbezogenen Anpassungen, die maximale Leistung unter ihre besondere Umgebungen-4. Zum Beispiel haben in der Taufliege Drosophila Melanogaster, Populationen aus versc....

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Protokoll

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1. Vorbereitung des Mediums fliegen Essen

  1. Gießen Sie 1 L Leitungswasser in einem 2 L Becherglas und fügen Sie eine magnetische Stir Bar. Setzen Sie den Becher auf einer magnetischen Herdplatte bei 300 ° C, bis Siedetemperatur erreicht ist.
  2. Rühren Sie mit 500 Schuss/min und fügen Sie die folgenden: 10 g Agar, 30 g Glukose, 15 g Saccharose, 15 g Maismehl, 10 g Weizenkeime, 10 g Sojamehl, 30 g Melasse und 35 g aktive trockene Hefe.
  3. Wenn die Mischung kräftig schäumt, drehen Sie die Herdplatte Temperatur 120 ° c weiter rühren.
  4. Schalten Sie die Herdplatte Temperatur weiter auf bis zu 30 ° C nach 10 min und weiter rühren, bis die Misch....

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Ergebnisse

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Die temperaturgesteuerten Arena (Abbildung 1A) besteht aus drei Kupfer Fliesen, deren Temperatur durch eine programmierbare Schaltung individuell gesteuert werden kann. Jede Kachel Kupfer besitzt einen Temperatursensor, der Feedback an die programmierbare Schaltung gibt. Die Schaltung aktiviert eine Stromquelle, um die Temperatur jeder Fliese zu erhöhen. Passive thermoelektrische Elemente fungieren als Konstante Heizelemente, die gewünschte Temperatur beizube.......

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Diskussion

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Hier haben wir eine automatische Temperaturkontrolle Arena (Abbildung 1) präsentiert, die präzise Temperaturänderungen in Zeit und Raum produziert. Diese Methode ermöglicht die Belichtung der einzelnen Drosophila nicht nur vorprogrammierte schrittweise Erhöhung der Temperatur (Abbildung 2 und Abbildung 3), sondern auch dynamische Temperatur Herausforderungen in dem jede Kachel der Fliege Arena erhitzt wurde unabhängig vonei.......

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Offenlegungen

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Die Autoren erklären, dass sie keine finanziellen Interessenkonflikte.

Danksagungen

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Diese Arbeit wurde zum Teil durch ein Stipendium von der Behavioural and Cognitive Neuroscience-Programm von der Universität Groningen und Diplom als Stipendiat der Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACyT) aus Mexiko, gewährt, Andrea unterstützt Soto-Padilla, und einen Zuschuss von der John Templeton Foundation für das Studium der Zeit an Hedderik van Rijn und Jean-Christophe Billeter vergeben. Wir sind auch dankbar, Peter Gerrit Bosma für seine Beteiligung an der Entwicklung des FlySteps -Trackers.

Scripts, TemperaturePhases, FlySteps, und FlyStepAnalysis können als ergänzende Information und in den fol....

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Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien
NameUnternehmenKatalognummerKommentare
Arduino DueArduinoA000062Software RUG
Electronics BoardRuijsink Dynamic EngineeringFF-Main-02-2014
Netzteil BoostXP-Power 48. V 65 WECS65US48Set auf 53 Volt
Netzteil FliesenheizungXP-Power 15. V 80 WVFT80US15
Netzteil KühlungXP-Power 15. V 130 WECS130U515
Peltier-ElementeMarlow IndustriesRC12-42 Elemente, geregelte DC-Einspeisung
KühlkörperFisher TechnikLA 9/150-230VEntkoppelt für
Vibrationen TemperatursensorenMessung SpezialitätenMCD_10K3MCD1Mikrothermistor Sonde
Kupferblock/FliesenRuijsink Dynamic EngineeringFF-CB-01-2014
AluminiumringRuijsink Dynamic EngineeringFF-RoF-02-2015
Tesa 4104 weißes Band 25 x 66 mmRS Komponenten111-2300 Weißes leitfähiges Klebeband
Rote LEDsLucky Ligtll-583vc2c-v1-4daWellenlänge zwischen 625 nm, 20 mAmp und 6 V
Warmweißer LED-StreifenLedstripkoningHQ-3528-SMD60 LEDs pro Meter
Schalter NetzteilGenerischT-36-12
Logitech c920Logitech Europe S.APN960-001055
QuickTime PlayerApple ComputerAufnahme Programm
Tracking-AnalysesoftwareRPakete: pacman
Tracking-AnalysesoftwareMATLAB
Thermal ImagingFLIR T400sc
Graphs and Statisticsts SoftwareGraph Pad Prism
SigmacoteSigma-AldrichSL2-100MLSilikonisiermittel
FliegenaufzuchtflaschenFlystuff32-1306oz Drosophila Vorratsflasche
FlypadFlystuff59-114
Fläschchen für die FliegenaufzuchtDominique Dutscher789008Drosophila Röhren schmal 25x95 mm
InkubatorSanyoMIR-154
Magnetische HeizplatteHeidolph505-20000-00MR Hei-Standard
AgarCaldic Zutaten B.V.010001.26.0
GlukoseGezond& wel1019155Dextrose/Druivensuiker Saccharose
Van GilseKristallzucker
MaismehlFliegenzeug62-100
WeizenkeimeGezond& wel1017683
SojamehlFliegenfutter62-115
MelasseFliegenfutter62-117
Aktive TrockenhefeRoter Stern
TegoseptFliegenfutter20-258100%

Referenzen

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  1. Abram, P. K., Boivin, G., Moiroux, J., Brodeur, J. Behavioural effects of temperature on ectothermic animals unifying thermal physiology and behavioural plasticity. bioRxiv. , (2016).
  2. Rajpurohit, S., Schmidt, P. S.

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Schlagwörter

Temperaturantwort von Drosophilatemperaturgesteuerte Arenaautomatisiertes Flukenztrackingthermische LeistungskurvenTemperaturpr ferenz AssayVergleich des genetischen Hintergrundsr umliche Temperatursteuerungzeitliche Temperatur nderungenVerhaltensanalyse von FliegenFunktion von Temperaturrezeptoren

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