Quantifizierung des Grooming-Verhaltens von Drosophila melanogaster zur Bewertung exzessiver Grooming-Phänotypen

Summary

Das hier vorgestellte Verfahren beinhaltet die manuelle Annotation von Filmmaterial, das von Drosophila melanogaster für spezifisches Pflegeverhalten aufgenommen wurde. Es ermöglicht die Quantifizierung sowohl der Anzahl der Grooming-Anfälle als auch der Gesamtzeit, die mit der Fellpflege verbracht wird, um atypische Selbstpflege-Phänotypen zu bewerten.

Abstract

Beobachtbare Veränderungen in der stereotypen Fellpflege werden translational in Modellorganismen angewendet. Diese Veränderungen sind repräsentativ für Pathologien, die ähnliche Abweichungen im menschlichen Verhalten hervorrufen; Zum Beispiel fungiert übermäßiges Grooming als Stellvertreter für obsessives und zwanghaftes Verhalten, das bei Erkrankungen wie dem Tourette-Syndrom oder der Zwangsstörung auftritt. Der vorgestellte Grooming-Assay ermöglicht die Beurteilung abnormaler Selbstpflege-Phänotypen bei Drosophila melanogaster. Fliegen werden für einen Zeitraum von 10 Minuten aufgezeichnet, und diese Aufzeichnungen werden blind beobachtet und für zuvor definierte Fellpflegeverhaltensweisen annotiert. Quantitative Messungen sowohl der Häufigkeit der Fellpflege als auch der Zeit, die mit der Selbstpflege verbracht wird, können durch manuelles Kommentieren des Filmmaterials erhalten werden. Der Assay ist relativ kostengünstig, erfordert nur wenige Materialien, die nicht bereits in Laborumgebungen verfügbar sind, und lässt sich leicht an die spezifischen Anforderungen jeder Studie anpassen, die auf die Beobachtung von Grooming abzielt. Darüber hinaus ist das Protokoll aufgrund der geringen Kenntnisse, die für die Durchführung des Assays erforderlich sind, im Vergleich zu computerwissenschaftlichen automatisierten Methoden gut für kleine Labore und Studenten geeignet. Wir besprechen im Detail die Schritte, die zur Durchführung dieses Assays erforderlich sind, und seine derzeitigen Einschränkungen.

Introduction

Drosophila melanogaster ist ein gut etablierter Modellorganismus in verhaltenswissenschaftlichen und neurobiologischen Studien, der Einblicke in die Mechanismen gibt, die analoge menschliche Verhaltensweisen antreiben. Selbstpflege ist in diesem Organismus ein stark reguliertes und klar definiertes Verhalten, das stereotypen Mustern folgt, die leicht voneinander zu unterscheiden^{sind 1}. Das separate Fellpflegeverhalten der Fliege kann im Allgemeinen nach anatomischer Region² klassifiziert werden, die am einfachsten als posterior oder anterior definiert werden kann. Die Fellpf....

Protocol

HINWEIS: Eine Übersicht über das Protokoll ist in Abbildung 1 dargestellt.

1. Vorbereitung der Dreharbeiten

1. Stellen Sie vier Drei-Well-Schalen nebeneinander auf eine weiße Oberfläche und bedecken Sie sie jeweils mit einem Objektträger.
2. Positionieren Sie eine Kamera (hier ein Raspberry Pi-System, aber jede Kamera, die hochauflösende Videos aufnehmen kann) über den Schüsseln.
   1. Vergewissern Sie sich, dass sich alle Gerichte im Bild und scharf befinden.
   2. Vergewissern Sie sich, dass die Objektträger nicht blendbar sind, die d....

Results

Dieser Assay liefert quantitative Daten, die den Zeitpunkt und die Häufigkeit des Pflegeverhaltens aus annotiertem Filmmaterial messen. Ein repräsentatives Bild des Setups und der Definition von Verhaltensweisen ist in Abbildung 2 dargestellt. Angesichts der Subjektivität, die die Videoanalyse mit sich bringt, sollten alle Anmerkungen von Videos für den Forscher, der die Analyse durchführt, verblindet werden.

Diese Methode wurde verwendet, um die Rolle des Dro.......

Discussion

Insgesamt ermöglicht dieser leicht ausführbare und kostengünstige Assay eine robuste Charakterisierung des Pflegeverhaltens von Drosophila melanogaster . Diese Technik gibt Einblick in die Häufigkeit, die Zeit, die mit der Auseinandersetzung verbracht wird, und die anatomische Verteilung einer großen Anzahl zuvor identifizierter Pflegeverhaltensweisen. Ein guter Indikator dafür, dass die Fellpflege stattfinden wird oder im Gange ist, sind Änderungen in der Beinplatzierung, insbe.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
16 GB Micro SD-Karte	Adafruit	1294	Zur Verwendung bei der Einführung in das Betriebssystem
Display	Adafruit	3578	Jedes Display, das über HDMI oder Flex-Kabel angeschlossen werden kann, ist ausreichend
Drosophila Atg8a-RNAi UAS-Linie	Bloomington Stock Center	34340	Zeile für repräsentative Daten
Drosophila Ok6 Treiber	N/A	N/A	Zeile für repräsentative Daten
Objektträger	Fisher Scientific	12-550-A3	Hält Fliegen im Containment
Kühlkörper	Adafruit		Verhindert eine Überhitzung des Computers
Objektiv	Adafruit	4563	Nur mit HD-Kamera
verwendet PiCamera	Adafruit	4561	wurde die HD-Version verwendet, aber eine Standardkamera kann unter Budgetbeschränkungen verwendet werden
Raspberry Pi 4	Adafruit	4292	Computer PiSpy läuft auf
Ribbion Cable	Adafruit	1648	Für den Anschluss von Kamera und Display
SB-Komponenten Gehäuse	Adafruit	4301	Schützt den Computer
Spot Plate	Fisher Scientific	S99406	Pyrex-Versionen waren bereits für unseren Einsatz verfügbar, aber auch Zellkulturschalen oder Kunststoff-Spotplatten sind ausreichend
Stativ	Best Buy	6355959	Zum Aufhängen und Positionieren der Kamera ist jedes Gerät, das dazu in der Lage ist, ausreichend
USB C Netzteil	Adafruit	1995	Versorgt den Computer mit Strom