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Artículo de método

Una técnica simple para evaluar la actividad locomotora en Drosophila

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DOI:

10.3791/65092

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24 de febrero de 2023

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En este artículo

Resumen

El presente protocolo evalúa la actividad locomotora de Drosophila mediante el seguimiento y análisis del movimiento de las moscas en una arena hecha a mano utilizando el software de código abierto Fiji, compatible con plugins para segmentar píxeles de cada fotograma basado en grabación de vídeo de alta definición para calcular parámetros de velocidad, distancia, etc.

Resumen

Drosophila melanogaster es un organismo modelo ideal para estudiar diversas enfermedades debido a su abundancia de técnicas avanzadas de manipulación genética y diversas características de comportamiento. La identificación de la deficiencia de comportamiento en modelos animales es una medida crucial de la gravedad de la enfermedad, por ejemplo, en enfermedades neurodegenerativas donde los pacientes a menudo experimentan deficiencias en la función motora. Sin embargo, con la disponibilidad de varios sistemas para rastrear y evaluar los déficits motores en modelos de moscas, como individuos tratados con drogas o transgénicos, todavía falta un sistema económico y fácil de usar para una evaluación precisa desde múltiples ángulos. Aquí se desarrolla un método basado en la interfaz de programación de aplicaciones (API) AnimalTracker , que es compatible con el programa de procesamiento de imágenes de Fiji, para evaluar sistemáticamente las actividades de movimiento de individuos adultos y larvales a partir de video grabado, lo que permite el análisis de su comportamiento de rastreo. Este método requiere solo una cámara de alta definición y una integración de hardware periférico de computadora para registrar y analizar el comportamiento, lo que lo convierte en un enfoque asequible y efectivo para detectar modelos de moscas con deficiencias de comportamiento transgénicas o ambientales. Se dan ejemplos de pruebas de comportamiento con moscas tratadas farmacológicamente para mostrar cómo las técnicas pueden detectar cambios de comportamiento tanto en moscas adultas como en larvas de una manera altamente repetible.

Introducción

Drosophila melanogaster proporciona un excelente organismo modelo para investigar las funciones celulares y moleculares en modelos de enfermedades neuronales creados por modificación génica1, tratamiento farmacológico2 y senescencia3. La alta conservación de las vías biológicas, las propiedades físicas y los genes homólogos asociados a enfermedades entre los humanos y Drosophila hacen que la mosca de la fruta sea una imitación ideal desde el nivel molecular hasta el nivel de comportamiento4. En muchos modelos de enfermedad, la deficiencia conductual es un ....

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Protocolo

W1118 moscas adultas y larvas del tercer estadio se utilizaron para el presente estudio.

1. Preparación experimental

NOTA: Una arena de campo abierto para el seguimiento de locomoción de Drosophila está hecha con un gel de sílice incoloro e inodoro.

  1. Mezcle el reactivo A y el reactivo B en una proporción de 1:10, de acuerdo con las instrucciones del fabricante para el kit de sílice (consulte la Tabla de materiales). Asegúrese de que se agregue bicarbonato de sodio a la mezcla revolviendo hasta que el color cambie a blanco. Transfiera la mezcl....

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Resultados

En el presente estudio, se examinaron los déficits locomotores en moscas adultas y larvas de tercer estadio tratadas con rotenona y se compararon en su actividad motora con la de una mosca control alimentada con el disolvente dimetilsulfóxido (DMSO). Se ha demostrado que el tratamiento con rotenona en Drosophila causa pérdida de neuronas dopaminérgicas en el cerebro22 y conduce a déficits locomotores significativos23. Como se muestra en la Figura

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Discusión

Hemos diseñado un método, basado en el material de código abierto AnimalTracker API compatible con el programa de procesamiento de imágenes de Fiji, que puede permitir a los investigadores evaluar sistemáticamente la actividad locomotora mediante el seguimiento de larvas adultas e individuales. AnimalTracke es una herramienta escrita en Java que puede integrarse fácilmente en bases de datos existentes u otras herramientas para facilitar el análisis del comportamiento de seguimiento de animales diseñado .......

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Divulgaciones

Los autores declaran que no tienen intereses financieros contrapuestos.

Agradecimientos

Este trabajo fue apoyado por un fondo de lanzamiento especial de la Universidad de Soochow y la Fundación Nacional de Ciencias de China (NSFC) (82171414). Agradecemos a los miembros del laboratorio del Prof. Chunfeng Liu por su discusión y comentarios.

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Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo
NombreEmpresaNúmero de catálogoComentarios
Rastreador de animalesPrograma Húngaro de Investigación del Cerebroversión: 1.7Sitio web principal: http://animaltracker.elte.hu/main/downloads
Software de la cámaraMicrosoft: 2021.105.10.0Sistema Windows 10 incorporado
ComputadoraDELLVostro-14-5480Un ordenador que ejecuta el sistema Win 10 está disponible
Estación de trabajo de anestesia de dióxido de carbono DrosophilaWu han Yihong technology#YHDFPCO2-018sitio web oficial: http://www.yhkjwh.com/
Fiji softwareversión del equipo: 1.53vSitio web oficial: https://fiji.sc/
Format factory softwarePcfreetimeversión: X64 5.4.5Sitio web oficial: http://www.pcfreetime.com/formatfactory/CN/index.html
Prisma de almohadilla gráficaVersión de software de GraphPad: 8.0.2Sitio web oficial: https://www.graphpad-prism.cn
Cámara de alta definiciónTTQJingwang2 (HD1080P F1.6 6-60mm)Sitio web oficial:
http://www.ttq100.com/product_show.php?id=35 Software de OfficeVersión de Microsoft: Office 2019Sitio web oficial: https://www.microsoftstore.com.cn/software/office
Placa de PetriBkman110301003tamaño: 60 mm
Gel de síliceDOWSYLGARD 184 Kit de elastómero de siliconaMezclar bien según las instrucciones
Bicarbonato de sodioMacklin#144-55-8Mezclar bien con gel de sílice
Versión de Fiji

Referencias

  1. Ham, S. J., et al. Loss of UCHL1 rescues the defects related to Parkinson's disease by suppressing glycolysis. Science Advances. 7 (28), (2021).
  2. Algarve, T. D., Assmann, C. E., Aigaki, T., da Cruz, I. B. M.

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