Drosophile Le comportement d’évitement passif comme nouveau paradigme pour étudier l’apprentissage aversif associatif

Ce protocole décrit un test comportemental simple qui permet d’étudier l’apprentissage associatif défavorable et la consolidation de la mémoire chez les mouches, y compris les effets des interactions géniques dans l’environnement. Le test présenté ici est une procédure simple, reproductible et rentable pour étudier les mécanismes de mémoire qui peuvent être facilement assemblés avec quelques fournitures disponibles. Ce test pourrait fournir un aperçu des mécanismes de base sous-jacents aux troubles de l’apprentissage et de la mémoire résultant de diverses manipulations génétiques, pharmacologiques et diététiques.

Morgan Tedder et Steven Bradley, étudiants de premier cycle de mon laboratoire, feront la démonstration de cette procédure. Pour commencer, percez un trou de quatre millimètres perpendiculairement à environ quatre millimètres du fond dans un tube de culture en polypropylène de 14 millilitres. Retirez la partie supérieure du tube de culture pour former un fragment inférieur de 45 millimètres utilisé comme compartiment inférieur.

Coupez le haut d’une pointe de pipette de 1000 microlitres pour créer un fragment de 12 millimètres. Insérez le fragment dans le trou de quatre millimètres du tube de culture comme quai de chargement pour transférer les mouches. Coupez un morceau de tube en vinyle transparent de 15 millimètres et insérez le compartiment inférieur et supérieur des extrémités opposées dans le tube.

Fixez l’ensemble verticalement à l’aide d’une pince réglable à deux broches. Localisez le compartiment supérieur fixé verticalement avec des tubes de choc. Connectez les tubes de choc avec un stimulateur électrique pour générer des chocs électriques.

À l’aide d’un bloc glacé, immobilisez des mouches âgées de trois à quatre jours et transférez-les dans des flacons séparés avec de la nourriture 24 heures avant l’expérience. Attribuez un code à tous les flacons comme décrit dans le manuscrit textuel. Aspirez doucement une mouche dans l’aspirateur buccal en aspirant l’air.

Déposez la mouche en soufflant légèrement dans le quai de chargement et démarrez immédiatement une minuterie et un chronomètre d’une minute. Allumez le stimulateur et délivrez un choc électrique lorsque la mouche pénètre dans le tube d’amortisseur. Appuyez sur le chronomètre pour enregistrer la première latence.

Si la mouche rentre dans le tube d’amortisseur, délivrez des amortisseurs supplémentaires. À l’aide d’un décompte ou d’un compteur basé sur Arduino, enregistrez le nombre de chocs au cours d’un essai d’une minute. Transférez doucement la mouche dans le flacon à la fin d’un essai d’une minute.

Enregistrez la latence, le nombre de chocs reçus et tout changement notable de comportement. À l’aide de 70 % d’éthanol, nettoyez le compartiment inférieur et le compartiment amortisseur. Essuyez avec un mouchoir de nettoyage non pelucheux et séchez-le à l’aide d’un sèche-cheveux.

Répétez l’essai avec la prochaine mouche. Nettoyez le compartiment inférieur avec de l’eau et du détergent inodore après avoir terminé l’expérience. À l’aide de 70 % d’éthanol, essuyez le compartiment inférieur et amortisseur et séchez à l’air libre pendant la nuit.

En répétant le processus ci-dessus après 24 heures, effectuez un deuxième essai. Dans un ordre similaire, testez les mouches. Après avoir effectué un test d’évitement passif chez les mouches mâles Drosophila melanogaster, les résultats ont montré que la latence augmente, le nombre de chocs diminue, démontrant que les mouches ont appris l’association entre le compartiment supérieur et un choc électrique.

La distribution de fréquence a révélé que la plupart des mouches pénètrent dans le compartiment supérieur et reçoivent un à trois chocs lors du premier essai. Au quatrième essai, la plupart des mouches ne pénètrent pas dans le compartiment supérieur et ne reçoivent aucun choc. Dans les expériences ultérieures, la durée de l’essai a été réduite à une minute parce que la distribution de fréquence pour les latences a clairement montré que si la mouche n’entre pas dans le compartiment supérieur dans les 60 secondes dans le premier essai, elle n’entre généralement pas du tout.

Les expériences de test d’évitement passif ont été répétées chez les mouches mâles et femelles de Drosophila simulans. Les résultats ont montré que les mouches étaient efficaces pour apprendre le comportement d’évitement passif, comme en témoignent les changements dans les distributions de fréquence pour les latences et les chocs chez les mouches mâles et femelles. La comparaison des latences et du nombre de chocs entre les hommes et les femmes n’a révélé aucune différence statistiquement significative.

Cependant, les mouches femelles ont reçu un peu plus de chocs à chaque essai. L’analyse des épisodes de toilettage dans les essais deux et trois a révélé que la durée totale du toilettage diminue considérablement chez les mouches femelles du premier au troisième essai. Cela suggère que les mouches subissent un stress comportemental parallèle aux comportements anxieux des rongeurs.

La comparaison des effets du régime occidental et de l’exercice de vol sur le comportement d’évitement passif montre que le régime occidental diminue la latence et augmente le nombre de chocs indiquant que le régime occidental nuit à l’apprentissage associatif aversif chez les mouches. Inversement, l’exercice de vol a atténué l’effet négatif du régime alimentaire occidental. Lorsque vous tentez cette procédure, n’oubliez pas de ne pas stresser les mouches.

Les mouches stressées entreraient trop rapidement dans le compartiment supérieur ou n’entreraient pas du tout. Toutes les expériences doivent être réalisées dans les mêmes conditions environnementales et à la même heure de la journée. Cette technique donne aux chercheurs un nouveau test simple qui peut être utilisé pour disséquer les mécanismes intrinsèques de l’apprentissage et de la consolidation de la mémoire chez les mouches.