Un système d’imagerie haute définition réglable pour les études comportementales des adultes drosophiles
8 juin 2021
Ce protocole décrit comment créer une simple chambre d’observation du comportement de la drosophile adulte et comment prendre des photographies / vidéos haute définition de la morphologie ou du comportement de différents types de mouches des fruits dans la chambre d’observation grâce à des méthodes relativement simples et abordables.
En raison de sa taille inconfortable, la drosophile est difficile à imager. Cette méthode démontre l’imagerie du comportement et de la morphologie des mouches à l’utilisation d’un stéréomicroscope. Ce protocole peut être utilisé à la fois pour la recherche scientifique et l’enseignement.
La démonstration de la procédure sera Ms.Li Tong et Mme Weng Yujia, des étudiants de premier cycle qui font de la formation en recherche sous ma direction. Pour commencer, faites une chambre d’observation du comportement des mouches, ou FBOC, en utilisant un bouchon de bouteille en plastique translucide d’environ 17 par 22 millimètres ou en coupant une section de 17 millimètres à partir de l’extrémité épaisse d’une pointe de pipette de cinq millilitres. Versez 1% de gélose dans le FBOC pour ajuster sa profondeur.
Si de la nourriture doit être placée dans le FBOC, versez la gélose pour obtenir une profondeur de 12 millimètres. Si la nourriture n’a pas besoin d’être placée dans le FBOC, versez la gélose à une profondeur de cinq millimètres pour suivre plus facilement les allées et venues des mouches des fruits. Si vous utilisez une pointe de pipette pour fabriquer un FBOC, placez la section de la pointe de la pipette de coupure dans une boîte de Petri de 35 ou 60 millimètres.
Versez le gel de gélose à 1% dans la boîte de Petri d’une épaisseur d’environ cinq millimètres et attendez que la gélose se solidifie et scelle le fond du FBOC. Versez ensuite le gel de gélose dans le FBOC à l’épaisseur souhaitée. Fabriquez une base FBOC en percant un trou de 10 millimètres de profondeur au centre d’un morceau de feuille de mousse d’éthylamine du même diamètre que le FBOC.
Insérez le FBOC dans le trou. Préparez des aliments pour mouches si nécessaire avec un milieu de levure, un régime artificiel ou du saccharose pur ou du glucose, selon le but de l’observation. Pour déterminer visuellement si les mouches se nourrissent, ajoutez des colorants alimentaires à la nourriture à une concentration finale de 12,5 milligrammes par 100 millilitres.
Versez les aliments préparés dans une boîte de Pétri à une hauteur de huit millimètres. Après la solidification, placez la nourriture sur un rectangle dessiné sur du papier et coupez la nourriture en conséquence et placez-la sur un morceau de plastique et coupez-la dans une pyramide quadrangulaire ou une pyramide quadrangulaire frustum pour permettre l’enregistrement du comportement des mouches sous différents angles lorsque les mouches atterrissent sur la nourriture. Coupez un morceau de plastique et utilisez une pince à épiler pour placer le plastique et la nourriture au centre du FBOC.
Versez 1% de gel de gélose dans une bouteille vide propre d’une épaisseur de 1 à 2 centimètres et placez-le à température ambiante pendant 1 à 2 heures. Transférez les mouches dans la bouteille et placez-la à 25 degrés Celsius pendant 36 heures ou plus. Refroidissez et inactivez les mouches dans de la glace pilée, triez-les sur un sac de glace et transférez-les au FBOC comme décrit précédemment.
Après avoir transféré les mouches au FBOC, couvrez-le avec 30 à 40 millimètres d’UV ou de filtre transparent pour que la caméra forme un complexe FBOC. Placez le complexe FBOC sous le stéréomicroscope pour observation. Illuminez le FBOC.
Montez des mini-lumières vidéo LED pour faire clignoter les supports de montage de sabots et placez les lumières sur les côtés gauche et droit du FBOC. Allumez les lumières et réglez la température de couleur à 5 000 à 5 600 Kelvin et la luminosité à 100% Allumez les lumières vidéo LED et ajustez le microscope à zoom stéréo jusqu’à ce que le bord du FBOC puisse être clairement vu à l’œil nu. Déplacez le FBOC au centre du champ de vision.
Fixez la pince de l’adaptateur universel de l’appareil photo numérique du télescope à un oculaire du stéréomicroscope. Ensuite, fixez un appareil photo numérique compact à l’adaptateur en toute sécurité en tournant alternativement la vis de montage de l’appareil photo et la vis de fixation de l’appareil photo. Allumez l’appareil photo numérique et tournez les boutons de réglage fin horizontaux / verticaux jusqu’à ce que le bord FBOC apparaisse clairement au centre du champ de vision circulaire lumineux sur l’écran LCD de l’appareil photo.
Faites pivoter la molette de mode en mode automatique de priorité d’ouverture. Appuyez sur le mode de mise au point du sélecteur multiple, choisissez macro en gros plan, puis appuyez sur le bouton OK. Déplacez le commutateur de zoom de l’extrémité grand angle à l’extrémité téléobjectif et zoomez sur l’image circulaire jusqu’à ce que sa partie centrale remplisse l’écran LCD complet.
Appuyez sur le bouton d’enregistrement du film et commencez à enregistrer le comportement de la mouche. Tournez le bouton de mise au point du microscope jusqu’à ce que les mouches du FBOC soient clairement visibles. Choisissez le comportement de la mouche qui vous intéresse pour l’observation ou l’enregistrement vidéo.
Tournez le bouton de zoom pour effectuer un zoom avant et arrière afin d’obtenir le grossissement souhaité pour l’observation ou l’enregistrement vidéo. La photographie représentative prise à travers le filtre UV est claire et nette, très similaire à la photographie prise lorsque le flacon de culture n’est pas recouvert. La qualité de la photo prise à travers le verre de la boîte de Petri est très médiocre et partiellement floue.
Une photographie tirée de l’enregistrement vidéo montrant les détails de chaque partie du corps de la mouche est montrée ici. Parce que l’appareil photo est connecté à un stéréomicroscope à zoom, il est très facile de prendre des photos panoramiques à des prises de vue rapprochées à l’aide du système de zoom. Grâce à ce protocole, le comportement des mouches peut être observé et documenté pour plusieurs angles de vision.
Par exemple, la mouche femelle frotte constamment l’ovipositeur avec ses pattes postérieures pendant le processus de ponte. Ce détail du comportement de ponte ne peut pas être vu clairement de côté. En utilisant cette méthode simple et économique, nous pouvons prendre un panoramique ou un gros plan du comportement et de la morphologie des mouches et obtenir une vidéo ou une photo de bonne qualité.
Consultez la transcription complète et accédez à des milliers de vidéos scientifiques
Aperçu
Ce protocole décrit la construction d'une simple chambre d'observation du comportement des Drosophiles adultes (FBOC) et les techniques pour capturer des images et des vidéos haute définition du comportement et de la morphologie des mouches des fruits. Les méthodes décrites sont accessibles et rentables, les rendant adaptées à la fois à des fins de recherche et éducatives.
Composants clés de l'étude
Domaine scientifique
- Neuroscience
- Biologie comportementale
- Techniques d'imagerie
Contexte
- Les Drosophiles sont couramment utilisées dans les études génétiques et comportementales.
- L'imagerie des Drosophiles peut être difficile en raison de leur petite taille.
- L'imagerie haute définition est cruciale pour observer les détails fins du comportement et de la morphologie.
- Ce protocole fournit une solution pour une observation et une documentation efficaces.
Objectif de l'étude
- Créer une chambre d'observation fonctionnelle pour les Drosophiles.
- Permettre une imagerie de haute qualité du comportement des mouches des fruits.
- Faciliter la recherche et l'enseignement dans le domaine de la biologie comportementale.
Méthodes utilisées
- Construction d'une chambre d'observation du comportement des mouches à l'aide d'un bouchon de bouteille en plastique ou d'une pointe de pipette.
- Préparation d'un milieu d'agar à 1% pour la chambre d'observation.
- Utilisation d'un microscope stéréo pour l'imagerie.
- Démonstration du protocole par des chercheurs de premier cycle.
Résultats principaux
- Construction réussie de la FBOC pour l'observation des Drosophiles.
- Images et vidéos haute définition capturées en utilisant les méthodes décrites.
- Efficacité démontrée à la fois à des fins de recherche et éducatives.
- Fourni un protocole reproductible pour les études futures.
Conclusions
- Le protocole offre une méthode simple et efficace pour observer les Drosophiles.
- L'imagerie de haute qualité améliore la compréhension du comportement des mouches des fruits.
- Cette approche peut être largement adoptée dans divers contextes de recherche et d'enseignement.
Questions fréquemment posées
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.
