Ausdauertraining Protokoll und Längs-Performance-Assays für Drosophila melanogaster

Ziel des folgenden Versuchs ist es, Dsof und Melanogaster mit einem neuartigen Ausdauertrainingsprogramm zu trainieren und die Effekte des Bewegungstrainings zu bewerten. Dies wird durch die Verwendung eines automatisierten Geräts erreicht, das mehrere Fläschchen mit Fliegen wiederholt anhebt und absenkt, wodurch die instinktive Kletterreaktion der Fliege aktiviert wird und die Fliegen so trainiert werden. Die Fliegen werden täglich nach einem abgestuften Zeitplan von zwei bis drei Stunden über einen dreiwöchigen Trainingszeitraum trainiert.

Als nächstes werden die Fliegen verschiedenen Verhaltenstests unterzogen, um die Auswirkungen des Trainings zu messen. Die Ergebnisse zeigen, dass Trainingsfliegen schneller steigen, gemessen mit dem schnell induzierten negativen Geo-Achsen- oder Ring-Assay. Der Hauptvorteil dieser Technik gegenüber bestehenden Methoden wie dem Ausdauertraining anderer Tiere ist die umfangreiche Sammlung von Werkzeugen, die zur Manipulation der Drosophila-Genetik zur Verfügung stehen.

Bei der Untersuchung von Ausdauerübungen hatten wir die Idee zu dieser Methode, als wir viele einzelne negative Geotaxis-Assays durchführten. Wir fragten uns, wie lange Fliegen noch klettern können und ob wir sie auf diese Weise ausdauertrainieren können. Der Power Tower ist auf einem rechteckigen Stück Sperrholz gebaut, das an einen Tisch geklemmt wird.

Eine Umdrehung von 4,5 Umdrehungen pro Minute. Der Getriebemotor ruht auf mehreren Platinen und ist mit einem Drehzahlregler, einer Sicherung und einem Netzschalter verdrahtet. In einer Verbindungsbox wird ein drei Zoll großer Lüfter, der in einem Metallrohr gehalten wird, zur Kühlung auf den Motor gerichtet.

Mit dem Motor ist ein rotierender Arm mit einer Rolle verbunden. Am Ende drehen sich der Motor und der Arm und drücken eine Seite einer gebogenen Stange, die am Sperrholz befestigt ist, nach unten. Mit einem Türscharnier auf der anderen Seite der Stange wird ein Rad befestigt, so dass es gegen eine Plattform rollen kann.

Er drückt auf und ab, während sich der Motor dreht, die Leistung des Motors wird so eingestellt, dass eine volle Rotationsperiode 15 Sekunden lang ist. Auf der Plattform sind die Gestelle der Fliegenfläschchen mit Bungee-Seilen befestigt, und die in diese Gestelle eingelegten Fläschchen sind mit einem Sieb gesichert, das ebenfalls an der Plattform befestigt ist. Durch Bungee-Seile ist die Plattform in der Lage, entlang der üblichen Zugschieber auf und ab zu gleiten, und ein Styroporkissen dämpft den Stoß beim Sturz. Der Power Tower wird in einem klimatisierten Raum betrieben, der den Bedingungen entspricht, unter denen die Tiere aufgezogen werden.

Um ein Übungsexperiment durchzuführen, sind mindestens 240 männliche Fliegen im gleichen Alter erforderlich, um die Ausdauer und die negative Geoachse oder die Kletterfähigkeit in Längsrichtung zu überwachen. Halten Sie die Fliegen in Populationen von 20 pro Fläschchen. Teilen Sie die Fläschchen in zwei gleich große Gruppen auf, von denen eine trainiert wird, wobei die Fläschchen dieser Gruppe mit Flügeln verschlossen werden sollten, während die Kontrollgruppe mit Schwammstopfen verschlossen werden sollte.

Zur Immobilisierung wird ein Schwamm verwendet, da seine adaptive Größe eine einfache Platzierung in der Nähe des Bodens des Fläschchens ermöglicht. Das weichere Schwammmaterial reduziert auch Verletzungen, die durch die festeren Flügel verursacht werden. Die Durchstechflaschen sollten vor dem Test alle zwei Tage ausgetauscht werden.

Während des Trainings bleiben die Fliegen in den Futterfläschchen, denn wenn leere Fläschchen verwendet werden, leiden viel mehr Fliegen. Trainingsbedingte Verletzungen. Wenn Sie die Fläschchen mit den Kontrollfliegen auf den Power Tower laden, drücken Sie deren Schwammstopfen auf etwa drei Millimeter über dem Lebensmittelspiegel, um die Fliegen zu begrenzen.

Bewegung für gleichbleibende Ergebnisse. Testen Sie beide Gruppen von Fliegen an fünf aufeinanderfolgenden Tagen pro Woche mit einem abgestuften Zeitplan, der die Zeit pro Sitzung über einen Zeitraum von drei Wochen von zwei auf drei Stunden pro Tag erhöht. Natürlich kann jedes Regime angewandt werden.

Die Konsistenz der Behandlung, der Tageszeit und der Testmethoden über einen Zeitraum von drei Wochen ist von entscheidender Bedeutung. Sorgfältige Terminplanung und Übungsverfahren verringern die Möglichkeit von Fehlerermüdung. Assays können vor, nach oder während des Trainingsprogramms longitudinal an Fliegen durchgeführt werden.

Es kann auch verwendet werden, um eine sicherere Reaktion auf eine Umweltvariable zu finden. Führen Sie den Ermüdungstest an einem Tag durch, an dem kein Training stattfindet. Zu Beginn eines Tages laden Sie beide Gruppen von Fliegen auf den Strommast.

Aktivieren Sie das Gerät und beobachten Sie jede Durchstechflasche einmal alle 10 Minuten. Wenn bei vier aufeinanderfolgenden Stürzen fünf oder weniger Fliegen in einem Fläschchen höher als zwei Zoll klettern, dann gilt diese Kohorte von Fliegen als erschöpft. Entfernen Sie die erschöpften Fliegen vom Mast, während er noch in Betrieb ist, und notieren Sie die Zeit, zu der er entfernt wird.

Beobachten Sie alle Fläschchen für maximal 10 Stunden und stellen Sie die Ergebnisse zusammen. Ein Assay zur Quantifizierung. Die Auswirkungen des Trainings sind eine tägliche Messung der Laufgeschwindigkeit, die während des gesamten Trainingsprogramms und darüber hinaus durchgeführt werden kann.

Um die Langzeitwirkung des Trainings zu messen. Um mit der Steiggeschwindigkeit oder dem Ringassay zu beginnen, übertragen Sie zuerst die Fliegen in neue leere Fläschchen und legen Sie eine Reihe von sechs Fläschchen in ein Fläschchengestell. Gerollte Klebebandstücke werden verwendet, um die Fläschchen am Gestell zu befestigen.

Stellen Sie dann das Gestell vor eine Lichtquelle, z. B. eine Röntgenbox, die für eine gleichmäßige Ausleuchtung der Fläschchen sorgt. Richten Sie nun eine Kamera ein, um das Gestell so zu fotografieren, dass die Position jeder Fliege in jedem Fläschchen sichtbar ist. Tippe dann auf die sechs Fläschchen, um alle Fliegen auf den Boden der Fläschchen zu schlagen und ein zeitgesteuertes Foto zu machen.

Zwei Sekunden, nachdem die Fliegen alle niedergeschlagen sind. Wenn der Blitz der Kamera verwendet wird, sollte er konsequent verwendet werden. Wiederholen Sie diesen Vorgang viermal für jeden Satz Fläschchen, bevor Sie mit dem Power Tower fortfahren.

Um die Daten zu analysieren, bewerten Sie jedes Foto einzeln mit einer Software, um die oberen und unteren Grenzen des Fläschchens zu ermitteln. Messen Sie dann die Steighöhe für jede Fliege. Kopieren Sie dann die Kletterhöhen in Excel.

Jede Fliege in jedem Fläschchen erhält eine Punktzahl von null bis vier, die der Höhe des Quadranten entspricht. Sie klettern auf vier für den höchsten Quadranten und auf null, wenn sie überhaupt nicht klettern. Berechnen Sie für jedes Fläschchen die Punktzahl für jede der 20 Fliegen und nehmen Sie die durchschnittliche Punktzahl der Kohorte.

Dies wird als Kletterindex bezeichnet. Für die Datenanalyse wird der Durchschnitt der vier Kletterindizes jeder Kohorte an diesem Tag verwendet. Wenn keine Bildverarbeitungssoftware verfügbar ist, können Quadrantenlinien auf die leeren Fläschchen gezeichnet werden, und Fliegen können manuell Quadrantenwerte zugewiesen werden, während Typfliegen auf ein Ausdauerprotokoll mit einem verminderten altersbedingten Rückgang der Steigfähigkeit reagierten.

Dies hielt auch nach Beendigung des Trainings an, was sich in Längsschnittring-Assays im Alter von fünf Wochen widerspiegelte. So kann die Induktion von Bewegung durch das Power-Tower-Programm als Verhaltensinput genutzt und die Fähigkeit genetischer oder Umweltfaktoren, diesen Effekt zu modulieren, beurteilt werden. Umgekehrt kann der Power Tower auch als Ausgang genutzt werden.

Zum Beispiel, wenn Fliegen mit einem unterschiedlichen Prozentsatz an Saccharose in ihrer Nahrung auf die Zeit bis zur Ermüdung getestet wurden. Ein erhöhter Saccharosegehalt korrelierte mit einer erhöhten Ausdauerkapazität. Beim Versuch dieses Verfahrens ist es wichtig, daran zu denken, dass alle Fliegenkohorten altersgleich sind und dass die Methoden im Verlauf des Experiments konsistent durchgeführt werden.

Nachdem Sie sich dieses Video angesehen haben, sollten Sie ein gutes Verständnis dafür haben, wie man Fliegen jeden Genotyps aushält, trainiert und bewertet.