Un sistema de imágenes ajustable de alta definición para estudios conductuales de adultos con Drosophila
8 de junio de 2021
Este protocolo describe cómo hacer una cámara de observación del comportamiento de Drosophila adulta simple, y cómo tomar fotografías / videos de alta definición de la morfología o el comportamiento de diferentes tipos de moscas de la fruta en la cámara de observación a través de métodos relativamente simples y asequibles.
Debido a su tamaño incómodo, Drosophila es difícil de imaginar. Este método demuestra imágenes del comportamiento y la morfología de las moscas mediante el uso de un microscopio estereoscópico. Este protocolo se puede utilizar tanto para la investigación científica como para la enseñanza.
Demostrando el procedimiento estará Ms.Li Tong y la Sra. Weng Yujia, estudiantes universitarios que realizan capacitación en investigación bajo mi guía. Para comenzar, haga una cámara de observación del comportamiento de la mosca, o FBOC, utilizando una tapa de botella de plástico translúcido de aproximadamente 17 por 22 milímetros o cortando una sección de 17 milímetros del extremo grueso de una punta de pipeta de cinco mililitros. Vierta 1% de agar en el FBOC para ajustar su profundidad.
Si es necesario colocar la comida en el FBOC, vierta el agar para obtener una profundidad de 12 milímetros. Si no es necesario colocar la comida en el FBOC, vierta el agar a una profundidad de cinco milímetros para rastrear el paradero de las moscas de la fruta más fácilmente. Si usa una punta de pipeta para hacer un FBOC, coloque la sección de la punta de la pipeta de corte en una placa de Petri de 35 o 60 milímetros.
Vierta el gel de 1% de agar en la placa de Petri a un grosor de aproximadamente cinco milímetros y espere a que el agar se solidifique y selle el fondo del FBOC. Luego vierta el gel de agar en el FBOC al grosor deseado. Haga una base FBOC perforando un agujero de 10 milímetros de profundidad en el centro de una pieza de lámina de espuma de etilamina con el mismo diámetro que la FBOC.
Inserte el FBOC en el agujero. Haga comida para moscas si es necesario con medio de levadura, dieta artificial o sacarosa pura o glucosa, dependiendo del propósito de la observación. Para determinar visualmente si las moscas se están alimentando, agregue colorantes alimentarios a los alimentos a una concentración final de 12.5 miligramos por 100 mililitros.
Vierta la comida preparada en una placa de Petri a una altura de ocho milímetros. Después de la solidificación, coloque los alimentos en un rectangular dibujado en papel y corte los alimentos en consecuencia y colóquelos en un trozo de plástico y córtelos en una pirámide cuadrangular o pirámide cuadrangular frustum para permitir el registro del comportamiento de la mosca desde diferentes ángulos a medida que las moscas aterrizan en la comida. Corte un trozo de plástico y use pinzas para colocar el plástico y los alimentos en el centro de la FBOC.
Vierta el gel de 1% de agar en una botella limpia y vacía a un grosor de 1-2 centímetros y colóquelo a temperatura ambiente durante 1-2 horas. Transfiera las moscas a la botella y colóquela a 25 grados centígrados durante 36 horas o más. Enfríe e inactive las moscas en hielo picado, clasícelas en una bolsa de hielo y transfiéralas al FBOC como se describió anteriormente.
Después de transferir las moscas al FBOC, cúbralo con 30-40 milímetros de UV o filtro transparente para que la cámara forme un complejo FBOC. Coloque el complejo FBOC debajo del microscopio estereoscópico para su observación. Ilumina el FBOC.
Monte mini luces de video LED para parpadear soportes de montaje de zapatas y coloque las luces en los lados izquierdo y derecho del FBOC. Encienda las luces y ajuste la temperatura de color a 5, 000 a 5, 600 Kelvin y el brillo al 100% Encienda las luces de video LED y ajuste el microscopio de zoom estéreo hasta que el borde del FBOC se pueda ver claramente a simple vista. Mueva el FBOC al centro del campo de visión.
Conecte la abrazadera del adaptador de cámara digital del telescopio universal a un ocular del microscopio estereoscópico. A continuación, conecte una cámara digital compacta al adaptador de forma segura girando alternativamente el tornillo de montaje de la cámara y el tornillo de fijación de la cámara. Encienda la cámara digital y gire las perillas de ajuste fino horizontal / vertical hasta que el borde FBOC aparezca claramente en el centro del campo de visión circular brillante en la pantalla LCD de la cámara.
Gire el dial de modo al modo automático de prioridad de apertura. Presione el modo de enfoque en el multiselector, elija el primer plano macro y luego presione el botón OK. Mueva el interruptor de zoom del extremo gran angular al extremo del teleobjetivo y amplíe la imagen circular hasta que su parte central llene la pantalla LCD completa.
Presione el botón de grabación de película y comience a grabar el comportamiento de la mosca. Gire la perilla de enfoque del microscopio hasta que las moscas en el FBOC sean claramente visibles. Elija el comportamiento de la mosca de interés para la observación o la grabación de video.
Gire la perilla del zoom para acercar y alejar para lograr la ampliación deseada para la observación o la grabación de video. La fotografía representativa tomada a través del filtro UV es clara y nítida, muy similar a la fotografía tomada cuando el vial de cultivo no está cubierto. La calidad de la foto tomada a través del vidrio de la placa de Petri es muy pobre y parcialmente borrosa.
Una fotografía tomada de la grabación de video que muestra los detalles de cada parte del cuerpo de la mosca se muestra aquí. Debido a que la cámara está conectada a un microscopio estéreo con zoom, es muy fácil disparar desde tomas panorámicas hasta tomas de primer plano utilizando el sistema de zoom. Usando este protocolo, el comportamiento de la mosca se puede observar y documentar para múltiples ángulos de visión.
Por ejemplo, la mosca hembra está frotando constantemente el ovipositor con sus patas traseras durante el proceso de puesta de huevos. Este detalle del comportamiento de puesta de huevos no se puede ver claramente desde un lado. Utilizando este método sencillo y económico, podemos tomar una panorámica o primer plano del comportamiento y morfología de las moscas y obtener un vídeo o foto de buena calidad.
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Visión general
Este protocolo describe la construcción de una cámara de observación de comportamiento de Drosophila adulta simple (FBOC) y las técnicas para capturar imágenes y videos de alta definición del comportamiento y la morfología de la mosca de la fruta. Los métodos descritos son accesibles y rentables, haciéndolos adecuados tanto para fines de investigación como educativos.
Componentes clave del estudio
Área de la ciencia
- Neurociencia
- Biología del comportamiento
- Técnicas de imagen
Antecedentes
- Las Drosophila se utilizan comúnmente en estudios genéticos y de comportamiento.
- La obtención de imágenes de Drosophila puede ser desafiante debido a su pequeño tamaño.
- Las imágenes de alta definición son cruciales para observar detalles finos en el comportamiento y la morfología.
- Este protocolo proporciona una solución para la observación y documentación efectivas.
Propósito del estudio
- Crear una cámara de observación funcional para Drosophila.
- Permitir la obtención de imágenes de alta calidad del comportamiento de la mosca de la fruta.
- Facilitar la investigación y la enseñanza en el campo de la biología del comportamiento.
Métodos utilizados
- Construcción de una cámara de observación del comportamiento de moscas utilizando una tapa de botella de plástico o una punta de pipeta.
- Preparación de un medio de agar al 1% para la cámara de observación.
- Uso de un microscopio estereoscópico para la obtención de imágenes.
- Demostración del protocolo por investigadores de pregrado.
Resultados principales
- Construcción exitosa del FBOC para la observación de Drosophila.
- Imágenes y videos de alta definición capturados utilizando los métodos descritos.
- Efectividad demostrada tanto para fines de investigación como educativos.
- Protocolo reproducible proporcionado para estudios futuros.
Conclusiones
- El protocolo ofrece un método simple y efectivo para observar Drosophila.
- Las imágenes de alta calidad mejoran la comprensión del comportamiento de la mosca de la fruta.
- Este enfoque puede ser ampliamente adoptado en varios entornos de investigación y enseñanza.
Preguntas frecuentes
Executive Industry Relevance
High-definition behavioral imaging of Drosophila adults addresses a critical gap in early discovery by enabling precise, reproducible observation of phenotypic outcomes. This capability enhances predictive confidence in target validation and supports robust assay development for neurobiology, genetics, and behavioral pharmacology pipelines. The method's accessibility and image quality facilitate cross-functional data sharing and portfolio-wide standardization.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables detailed documentation of behavioral phenotypes for hypothesis-driven target interrogation.
- Supports functional validation of genetic or pharmacological manipulations in a model organism.
- Improves mechanistic de-risking by capturing subtle morphological and behavioral endpoints.
- Facilitates portfolio triage by providing high-quality visual evidence for go/no-go decisions.
Screening & Assay Development
- Provides standardized, reproducible imaging conditions for quantitative behavioral assays.
- Enables scalable preparation of observation chambers for parallelized screening workflows.
- Delivers high-resolution video and photo outputs suitable for automated or manual scoring.
- Supports assay transferability and platform reuse across research teams.
Translational & Preclinical Research
- Aligns behavioral endpoints with disease-relevant phenotypes in preclinical models when applicable.
- Ensures continuity from discovery through preclinical validation by enabling consistent documentation.
- Reduces translational risk by supporting robust, reproducible phenotypic readouts.
Pipeline & Workflow Integration
This imaging system integrates into the discovery continuum from early hypothesis testing through lead identification and preclinical model validation.
- Discovery Biology: Facilitates hypothesis testing and pathway clarification via direct behavioral observation.
- Screening: Provides reproducible, quantitative imaging outputs for assay development and compound evaluation.
- Analytics: Enables extraction of measurable behavioral and morphological endpoints for statistical comparison.
- Translational Research: Supports alignment of model organism phenotypes with translational biomarkers when relevant.
- Enterprise Reuse: Offers a standardized, adaptable imaging platform for diverse R&D applications.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence and reduces mechanistic ambiguity in behavioral studies.
- Operational Value: Delivers standardized, scalable, and reproducible imaging workflows.
- Strategic Value: Improves decision-making efficiency and reduces late-stage biological risk.
- Portfolio Impact: Enables risk-adjusted prioritization and advancement of discovery programs.
Implementation Considerations
- Requires expertise in microscopy and behavioral analysis for optimal setup and interpretation.
- Needs access to stereo microscopes, digital cameras, and controlled lighting infrastructure.
- Demands cross-team standardization of imaging protocols for reproducibility.
- Adaptable to various chamber designs and model systems with minor modifications.
- Image quality may be affected by chamber material and filter selection, as supported by source data.
