דרוזופילה התפתחה כמערכת מודל משמעותית עבור לנתח את הבסיס התאי ומולקולרית של תגובות התנהגותיות לאלכוהול. כאן אנו מציגים פרוטוקול לאיסוף נתונים רגישות אלכוהול בהקשר היממה שיכולה להיות מיושם בקלות לניסויים אחרים, והוא מתאים היטב למחקר לתואר ראשון.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
דרוזופילה התפתחה כמערכת מודל משמעותית עבור לנתח את הבסיס התאי ומולקולרית של תגובות התנהגותיות לאלכוהול. כאן אנו מציגים פרוטוקול לאיסוף נתונים רגישות אלכוהול בהקשר היממה שיכולה להיות מיושם בקלות לניסויים אחרים, והוא מתאים היטב למחקר לתואר ראשון.
זבובי פירות (דרוזופילה melanogaster) הם מודל שהוקם עבור שני מחקרי אלכוהול וביולוגיה היממה. לאחרונה, הראה כי השעון הביולוגי מווסת את רגישות לאלכוהול, אך לא היווצרות של סובלנות. כאן אנו מתארים הפרוטוקול שלנו בפירוט. אלכוהול ניתן לזבובים באמצעות FlyBar. בהגדרה זו, אדי אלכוהול רוויים הוא מעורבב עם אוויר humidified בפרופורציות קבועות, וניתן לזבובים בארבע שפופרות בו זמנית. זבובים שגודלו בתנאים אחידים כדי למזער וריאציה בין משכפל. זבובים ישנים שלושה ימים של גנוטיפים או טיפולים שונים המשמשים לניסויים, רצוי על ידי זבובים משתי נקודות זמן שונות (למשל, CT 5 ו-CT 17) מה שהופך את השוואה ישירה אפשרית תואם. במהלך הניסוי, זבובים נחשפים לשעה 1 לשיעור שנקבע מראש של אדי אלכוהול ומספר הזבובים שמפגין אובדן ליישר רפלקס (LoRR) או sedation נספרים כל 5 דקות. ניתן לנתח את הנתונים באמצעות שלוש גישות סטטיסטיות שונות. הראשון הוא לקבוע את המועד שבי 50% מהזבובים איבדו את רפלקס ליישרם ולהשתמש בניתוח השונה (ANOVA) כדי לקבוע אם הבדלים משמעותיים קיימים בין נקודות זמן. השני הוא לקבוע את אחוז הזבובים שמראים LoRR לאחר מספר מסוים של דקות, ואחרי ניתוח ANOVA. השיטה האחרונה היא לנתח את סדרת כולה פעמים באמצעות סטטיסטיקה רב משתני. גם הפרוטוקול יכול לשמש לניסויים או השוואות שאינן היממה בין גנוטיפים.
תסיסנית להפגין תגובות התנהגותיות biphasic לאלכוהול 1 שהם מקבילים לתגובות אנושיות לתרופה זו 2,3. לאחר החשיפה ראשונית לריכוזים נמוכים של אלכוהול, זבובי פעילות של תנועה מוגברת תערוכה, הוחלף על ידי חוסר הקואורדינציה מוטורית, אובדן השליטה ביציבה ורפלקסים ליישר (אובדן ליישר רפלקס: LoRR), והרגעה (חוסר הפעילות מוטורית בתגובה מלאה לגירוי מכאני) כחשיפה לאלכוהול מתקדמת 4-9. השעון הביולוגי אנדוגני הוא מאפנן חזק של רגישות אלכוהול ורעילות כפי שנצפה בעכברים 10,11, חולדות 12, ובני האדם 13. ההתקדמות שחלה באחרונה במחקר דרוזופילה הראו שעון היממה מודולציה רגישות אלכוהול חריף אך לא אלכוהול סובלנות 1. גישות רבות עוצמה הגנטית הזמינות בדרוזופילה באמצעות מחקרי מוטציה ומניפולציות מהונדסים של המרחביתוביטוי גנים של זמן מספק מערכת המאפשרת התקדמות מהירה בזיהוי המנגנונים התאיים ומולקולריים שבבסיס להתנהגויות מורכבות. השימוש בדרוזופילה ככלי חקירה התירה התקדמות מהותית בהבנת נוירוביולוגיה אלכוהול שיכול להיות מתורגמת במהירות ליונקים 14-16. על מנת להקל על ההבנה של המנגנונים המולקולריים שבאמצעותו השעון הביולוגי מודולציה רגישות אלכוהול ולמדוד באופן אחיד על פני תגובות התנהגותיות נקודות זמן היממה, פרוטוקול ממשל אלכוהול מתאים לשימוש בתנאי אור אדום עמומים נדרש. לדרוזופילה, אלכוהול יכול להינתן באמצעות תוספי מזון לחשיפה כרונית או באופן אמין דרך בניהול אלכוהול בצורה של אדים לחשיפות אקוטיות. כאן אנו מתארים פרוטוקול ממשל אלכוהול מתאים להערכה של אפנון היממה של רפלקס הפסד של ליישר (LoRR) 1, כמו גםתרופות הרגעה.
זבובים נגררו עם שעות 12: 12 מחזורי LD שעות בטמפרטורה קבועה ולאחר מכן הועברו למשטר אור נשלט על 2-5 ימים, תלוי בשאלה הניסיונית. זבובים נחשפים לאדי אתנול במכשיר המכונה FlyBar. במכשיר זה, כמויות מבוקרות של אוויר מבעבעים דרך מים ואלכוהול; לאחר מכן האדים מעורבבים וביימו לדיור בקבוקון הזבובים. כל 5 דקות זבובי כבש עבור המספר שאינו מצליח להציג ליישר רפלקסים או הפכו מסומם. אחוזי LoRR עבור כל נקודת זמן מחושבים והשוואה בין נקודות זמן היממה או בין הזנים של זבובים. הפשטות והאמינות של אספקת אלכוהול באמצעות משלוח אלכוהול FlyBar בשילוב עם אפשרויות ניתוח התנהגות מספקת יתרון משמעותי לניסויים ביולוגיים שנערכו בתנאים חשוכים.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
1. עצרת של FlyBar
רציונל וסקירה: המערכת מיועדת לניהול האחוזים מבוקרים של אדי אלכוהול לזבובים. הערה: איור 1 מספק סקירה סכמטי של FlyBar ההגדרה כפי שיתואר להלן בשלושה שלבים (הרכבה של זרימת האוויר, ההגדרה של האלכוהול ובקבוקי מים, והרכבה של בקבוקוני התצפית). בקיצור, זרימת אוויר יציבה מחולקת לשני שברים המבעבעים דרך אלכוהול ומים, בהתאמה, מעורב, ומנוהלים עד 4 בקבוקוני תצפית.
2. הכנת חיות ניסוי
רציונל וסקירה: תרבות ודיור של הזבובים פרופר יפחיתו השתנות בנתונים. זו מושגת באמצעות סטנדרטיזציה ומזעור הלחץ שחווה את הזבובים. מסיבה זו, אין הרדמה (CO 2 או חלופות) משמשת דוריng כל אחד מהשלבים של הפרוטוקול הבא. יתר על כן, זבובים צריכים להיות בגיל מתאים פני ניסויים ונקודות זמן כדי למזער את השונות כמקובל בניתוחים התנהגותיות אחרים, כולל ניסויי למידה וזיכרון 17.
אור שונה: תנאי חושך יכול לשמש כדי לחקור את תפקידו של השעון הביולוגי בתגובה התנהגותית לאתנול. כדי לקבוע אם קצב יומי קיים, ניתן לבצע ניסויים תחת מחזור LD מוגדר למדוד את הביצועים בZeitgeber טיימס הספציפי (ZT). ZT 0 מייצג שחר ומוגדר כזמן של אורות על פי מחזורי LD, בעוד 12 ZT הוא אורות הזמן כבויים עם מחזור LD 00:12 שעה. בתנאים קבועים, זמן היממה (CT) מודד זמן לבעלי החיים בהעדר אותות סביבתיים, כלומר זמן ריצה ללא תשלום, והיא קשורה למחזור entrainment LD הקודם. בטבע מהסוג דרוזופילה, CT משקף ZT הקודם לכמה היום הראשוןים בתנאים קבועים כמו תקופת היממה החופשית פועל ומקצבים הם ~ 24 שעות. כדי למדוד אפנון היממה ולמנוע אפקטים של אור חריפים על התנהגות, זבובים נגררו לאור: מחזורים כהים ולאחר מכן הועברו לתנאי חושך קבוע (DD) לפני ניסויים. ניסויי היממה מבוצעים ביום השני של DD למדוד את הביצועים ביממה טיימס הספציפי (CT).
בדרוזופילה, תנאי תאורה רציפה (LL) לגרום לתפקוד לקוי של היממה עם תנודות מולקולריות לחה או בוטלו גני היממה ליבה והפרעה בקצב היממה התנהגותיות כפי שמעיד פעילות בקצב לא סדירה של תנועה 18-21 וזיכרון לטווח קצר בקצב לא סדיר 17. הפרוטוקול מותאם ללימודי היממה ויכול להיות פשוט יותר לניסויים אחרים. כל ניסויי היממה מתבצעים באמצעות אור עמום אדום (אור אדום תקורה הסביבה <לוקס 1 על גבי ספסל; אורות אדומים קטנים המשמש ב12 סנטימטרים מצינורות~ סוויטה דה לוקס אור 1).
3. תצפיות התנהגותיות
רציונל וסקירה: פרוטוקול ממשל האלכוהול הבא הוא מותאם לתצפיות תחת עמומים תנאי אור אדום. שני המדדים התנהגותיים LoRR וההרגעה מייצגות שתי נקודות שונות של שכרות לטוס. LoRR מייצג נקודת סוף של שכרות בשילוב o האובדןמנוע F ושליטה ביציבה, ואילו צעדי הרגעה נקודת סיום מאוחר מאוד של שכרות. גנוטיפ או אפנון היממה עשוי להשפיע על שני מדדים אלה בצורה שונה; ומכאן אחד מומלץ לבדוק את שניהם. בקיצור, זבובים נטענים בבקבוקונים, מספר זבובי מוצגות LoRR או הרגעה הם קלעו כל 5 דקות במהלך חשיפת אדי אלכוהול, ואת המספר הכולל של זבובים נספרו בסוף הניסוי.
בנוסף, הליך זה יכול גם לשמש למדידת הרגעה של זבובים, המייצגת את נקודת סיום התנהגותיות שונה. בעוד זבובים מסוממים איבדו את רפלקס זכותם, הרגעה דורשת חשיפה לאלכוהול גדול יותר. התנהגותית, הרגעה עשויה להיות מאופיינת בחוסר פעילות מוטורית לכאורה עם זבובים שנותרו חסרי תנועה בבקבוקון הבא רז משרד עורכי aa לבקבוקון השלם. להרגעה, לספור את מספר הזבובים שנותרו ללא תנועה, ללא רגל מנופפת מסירה של רז משרד עורכי של הבקבוקון הבא. בנוסף, הבקבוקון ניתן התגלגל מצד לצד כדי לקבוע אם זבובים בודדים עדיין שומרים רפלקס תופס.
4. ניתוח נתונים
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
אפנון היממה של אלכוהול רגישות באמצעות LoRR 50% כסמן.
דוגמא מייצגת מראה אפנון היממה ברגישות אלכוהול במהלך היום מוצגת באיור 2. LoRR נמדד בשש נקודות זמן במהלך היום 2 nd של DD בקנטון-S ו50% LoRR נקבעו עבור כל נקודת זמן. ניתוח הראה השפעה משמעותית של שעה ביום (ANOVA: F = 5,45 7.39, p <0.001, N = 6-10 לנקודה זמן). מבחן LSD פישר הראה הבדלים משמעותיים בין CT1 לעומת CT5, C...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
העלויות של שימוש לרעה באלכוהול ואלכוהוליזם לחברה היא אדירות, הן במונחים של עלויות אנושיות 29 וכלכליות 30,31. דרוזופילה כמודל מציעה מערכת מהירה ותכליתית כדי לבחון במהירות את התגובות התנהגותיות של מספר גדול של אנשים ובתור שכזו כבר נעשה שימוש נרחב עבור שניהם אלכוהול 5,7,32-34 ומחקר היממה 35-37.
כאן, אנו תיארתי פרוטוקול פשוט לניהול המבוקר של אדי אלכוהול לזבובים בוג...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
החוקרים מצהירים כי אין להם אינטרסים כלכליים מתחרים.
מימון למחקר זה מסופק על ידי תכנית במדעי המוח בפרס ממדינת מכללת פלורידה לרפואה של האוניברסיטה ותמיכה מהמחלקה למדע ביולוגי בברית המועצות לשעבר. מימון נוסף מסופק על ידי גרנט-in-Aid מקרן המחקר של אלכוהול משקאות היצרן.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| אלכוהול 190 הוכחה | שונות | ||
| מאוורר | חנות חיות מקומית | אנו משתמשים בלחישה 60 | |
| צינורות סיליקון 1/8 אינץ' | VWR | 408060-0030 | |
| 120° מחבר Y | VWR | 82017-256 | |
| ניתוקים מהירים | VWR | 46600-048 | |
| מהדקי צינור פלסטיק | מוצרי Bell-art | 132250000 | או הבא |
| ווסת אוויר מיניאטורי | McMaster-Carr | 8727K11 | |
| תושבת הרכבה של ווסת אוויר מיניאטורי | McMaster-Carr | 9891K66 | |
| גילמונט גודל 12 מד זרימה | VWR | 29895-242 | |
| קליפס כלים | McMaster-Carr | 1722A43 | להחזיק מדי זרימה |
| בקבוקון | VWR | 89092-722 | |
| פקק גומי עם שני חורים | VWR | 59585-186 | מתאים לבקבוקונים |
| 5 מ"מ צינורות זכוכית פיירקס | טריקינטיקה | PGT5x65 | מתאים ביותר לפקק הקודם |
| סרט טפלון | לחומרי בניין | כדי להשיג התאמה צמודה בפקקים במידת הצורך | |
| פקק גומי עם שני חורים | VWR | 59582-122 | מתאים לבקבוקים שלנו |
| צנרת זכוכית חד פעמית | VWR | 53283-768 | חתוך לאורך וכיפוף על ידי חימום |
| רשת ניילון עדינה מאוד | VWR | ||
| של 15 וואט | חנות | אור | |
| אדום תקורהמסנני אור בטוח אדום צילומי | אור אדום עילי | ||
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.