Multimodale verhaltensbezogene Phänotypisierung stressbedingter depressionähnlicher Zustände bei Drosophila melanogaster

Tatjana Krama; Sergejs Popovs; Samira J. Garajeva; Ronalds Krams; Colton B. Adams; Markus J. Rantala; Giedrius Trakimas; Priit Jõers; Benjamin L. de Bivort; Indrikis Krams

doi:10.3791/71280

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Methodenartikel

Multimodale verhaltensbezogene Phänotypisierung stressbedingter depressionähnlicher Zustände bei Drosophila melanogaster

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DOI:

10.3791/71280

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22. Juni 2026

Tatjana Krama¹^,²^,³ , Sergejs Popovs² , Samira J. Garajeva² , Ronalds Krams¹^,²^,⁴ , Colton B. Adams⁵ , Markus J. Rantala⁶ , Giedrius Trakimas²^,⁷ , Priit Jõers⁸ , Benjamin L. de Bivort⁹ , Indrikis Krams¹^,²^,¹⁰

¹Latvian Biomedical Research and Study Center, ²Department of Biodiversity, Institute of Life Sciences and Technology, Daugavpils University, ³Institute of Ecology and Earth Sciences, University of Tartu, ⁴Institute of Food Safety, Animal Health and Environment "BIOR", ⁵Department of Psychology, University of Michigan, Ann Arbor, ⁶Department of Biology, University of Turku, ⁷Institute of Biosciences, Life Sciences Center, Vilnius University, ⁸Institute of Molecular and Cell Biology, University of Tartu, ⁹Department of Organismic and Evolutionary Biology and Center for Brain Science, Harvard University, ¹⁰Department of Ecology, Faculty of Medicine and Life Sciences, University of Latvia

In diesem Artikel

Zusammenfassung

Dieses Protokoll bietet einen Rahmen zur Bewertung stressinduzierter Verhaltensänderungen bei Drosophila melanogaster. Die Kombination komplementärer Assays ermöglicht die Quantifizierung von Aktivität, Erkundung und Entscheidungsfindung für einzelne Fliegen. Der Ansatz ist flexibel und kann an eine Vielzahl von Studien angepasst werden, die Stressbiologie, Stoffwechsel und neurobehaviorale Funktionen untersuchen.

Zusammenfassung

Metabolische, neurodegenerative und stressbedingte Störungen gehen häufig mit veränderter Fortbewegung, beeinträchtigter Entscheidungsfindung und verminderter Verhaltensflexibilität einher. Zugängliche multimodale Verhaltensrahmen zur Quantifizierung dieser Phänotypen bei Drosophila melanogaster bleiben jedoch begrenzt. Hier wird ein Protokoll vorgestellt, das erzwungene Schwimmexposition, Y-Labyrinth-Drehverhalten und -händigkeit, Phototaxis und Aktivitätsbewertung im FlyVac-System, offene Felderkundung und langfristige Lokomotorüberwachung mit dem Drosophila Activity Monitor integriert. Diese komplementären Assays erfassen mehrere Verhaltensdimensionen, darunter motorischer Output, Motivation, Entscheidungsstruktur und Verhaltensvariabilität, als funktionelle Messungen neuronaler und metabolischer Zustände. Die Pipeline ist skalierbar, reproduzierbar und anpassungsfähig an pharmakologische, genetische und Umweltmanipulationen und bietet einen vielseitigen Rahmen zur Erkennung stress-, metabolischer und neurodegenerationsbezogener Verhaltensphänotypen bei Drosophila.

Einleitung

Verhaltensänderungen wie Veränderungen in der Fortbewegung, Entscheidungsfindung und explorativen Aktivitäten werden häufig als Indikatoren auf Organismusebene für den neuronalen und physiologischen Zustand verwendet. Über Taxa hinweg äußert sich neuronale Dysfunktion oft in veränderter Bewegungsstruktur, verminderter Explorationsmotivation, beeinträchtigtem sensorisch gesteuertem Entscheidungsverhalten und Veränderungen in der Verhaltensvorhersehbarkeit. Da diese Ausgaben auf Organismusebene neuronale, metabolische und physiologische Zustände integrieren, liefern sie skalierbare Anzeigen zur Erkennung krankheitsrelevanter Phänotypen.....