מאמר זה מתאר assay התנהגותיים המשתמש כונן הזדווגות זכר תסיסנית melanogaste r ללמוד מוטיבציה. באמצעות שיטה זו, חוקרים יכולים לנצל טכניקות neurogenetic זבוב מתקדם לחשוף את המנגנונים הגנטיים, מולקולריים והמכשירים סלולריים העומדים בבסיס המוטיבציה הזו.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
* These authors contributed equally
מאמר זה מתאר assay התנהגותיים המשתמש כונן הזדווגות זכר תסיסנית melanogaste r ללמוד מוטיבציה. באמצעות שיטה זו, חוקרים יכולים לנצל טכניקות neurogenetic זבוב מתקדם לחשוף את המנגנונים הגנטיים, מולקולריים והמכשירים סלולריים העומדים בבסיס המוטיבציה הזו.
למרות עשרות שנים של חקירה, הבסיסים העצביים ומולקולריים של מדינות מוטיבציה להישאר מסתוריים. פתחנו לאחרונה רומן, הרדוקציונית, ומערכת מדרגים לחקירה מעמיקה של מוטיבציה באמצעות כונן ההזדווגות של תסיסנית זכר (דרוזופילה), והשיטות אשר נפרטו כאן. הפרדיגמה התנהגותי מרכזי על המציאה כי זכר כונן הזדווגות פוחת לצד פוריות במשך הזדווגויות חזרו ומשחזר מעל ~ 3 ד. במערכת זו, את כלי neurogenetic העצמה זמינים לטוס להתכנס עם הנגישות הגנטיות תרשים חיווט משוער זמין עבור התנהגות מינית. התכנסות זו מאפשרת בידוד מהיר וחקירה של אוכלוסיות נוירונים קטנות עם פונקציות מוטיבציה ספציפיות. כאן נפרט את עיצוב וביצוע של assay שובע המשמש למדידת ולשנות מוטיבציה חיזור לטוס זכר. שימוש זהassay, אנחנו גם מדגימים כי כונן הזדווגות גברי נמוך ניתן להתגבר על ידי גירוי נוירונים דופאמינרגיים. את assay השובע הוא פשוט, זול, ויציב להשפעות של רקע גנטי. אנו מצפים assay שובע לייצר תובנות חדשות רבות לתוך הנוירוביולוגיה של מדינות מוטיבציה.
עבודה תסיסנית סיפקה תובנה עמוקה וחלוציות לתוך תופעות ביולוגיות רבות, כולל אופי של הגן 1, עקרונות ההתפתחות העוברית 2, מקצבי היממה 3, וכן פיתוח חיווט של מערכת העצבים 4, 5, 6. מוטיבציה נשארת הרבה פחות הבינה היטב מאשר התופעות הללו, אולי בגלל המגבלות על המערכות כי נחקרו עד כה. מוטיבציה ב לטוס נלמדת בעיקר בהקשר של רעב, אשר מציב בפנינו אתגרים רבים בשל צריכת המזון שלהם הקטנה vanishingly לכל התקף האכלת שלד חיצוני אשר מונע סימנים גלויים של בתצהיר שומן. כתוצאה מכך, יש צורך להרחיב את המערכות בשימוש ללמוד מוטיבציה לטוס.
אנו מתארים מסגרת התנהגותית לחקר כונן הזדווגותתסיסנית. מערכת זו מנצלת את הכלים neurogenetic ב לעוף כמו גם את הנגישות 7, 8, 9, 10, 11, 12 ואת connectome המשוערת של המעגלים שלה דימורפית מינית 8, 13. בנוסף, חלק גדול מן המולדת 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21 ו למדו 22, 23, 24 חיזור שליטת מעגלים חושי-מוטוריים כבר הסתדר בפירוט, מתן הזדמנות נדירהכדי לאתר את צומת המעגל המדויקת שעליו מוטיבציה פגע. אנחנו דיווחנו לאחרונה כי, בשינה לטוס, כמו אצל בני אדם, רמות הדופמין ממלאות תפקיד מרכזי כונן הזדווגות 25, 26, 27. רכשנו גישה גנטית המייצר דופמין הרלוונטית וקבלת נוירונים לטוס, הקלה ברמת מעגל המולקולרית והמפורטת מנתח של תופעת משומר זו באמצעות המבחנים המתואר כאן 25.
נוסיף מבחני התנהגות באל et ג'אנג. 25 זירה התנהגותי שטוח חדש המאפשרת ניקוד וידאו, אשר אנו מכנים assay שובע 2 ממדים (2-D), שיפור חשוב על פני שיטות קודמות. כתוצאה מכך, assay החדש הוא יותר מדרגים לכימות, ולכן מתאים יותר מסך גנטי של גנים ונוירונים מעורבים מוטיבציה. אנו משתמשים assay החדש הזה, יחד עם מבחני חיזור neurogeמניפולציות גנטיות, כדי להדגים כיצד למדוד לשנות כונן הזדווגות לטוס.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הערה: פרוטוקול זה מתאר את ההכנה (סעיפים 1 - 3), ביצוע (סעיף 4), וניתוח (סעיף 4) של מבחני שובע 2-D. לאחר מכן, באמצעות גירוי דופאמין כדוגמה, סעיף 5 מראה כיצד לשלב גירוי thermogenetic עם מבחני שובע 2-D כדי לגרום היפרסקסואליות. סעיף 6 מתאר 3 דרכים כדי לאמת את התוצאות של מבחני שובע 2-D. לבסוף, סעיף 7 מראה כיצד למדוד את ההתאוששות של כונן הזדווגות זבובים זכרים.
1. בודה 8- ו -32 קאמרית Arenas ההתנהגות
הערה: כל התנהגותית מורכבת מכמה שכבות של יריעות פלסטיק בחיתוך ליזר מוחזקות ביחד על ידי ברגי hex ואגוזי אגודל בכל אחת מארבע הפינות (איור 1 א).
2. הכנת מזון עבור 2-D Assay שובע
הערה: מאחר assay שובע 2-D משתרע 4.5 שעות, לעוף מזון משמש בזירה לספק תזונה ומים. פרוטוקול זה משתמש, אבל אינו מוגבל, את אגר קמח התירס הקונבנציונלי לעוף מזון.
3. הכנת בתולה נקבות עבור מבחני התנהגות
הערה: מבחני שובע 2-D להשתמש במספרים גדולים של נקבות זבוב בתולה (~ 120 - 160 טוב זירת התנהגותי מלאה) שקשה אוסף בעזרת שיטות סטנדרטיות. סעיף זה מתאר גישה חלופית באמצעות transgene hs-HID על כרומוזום Y 28, אשר שימש בהצלחה מבחני החיזור 25, 29. המנייה המשמשת לייצור נקבות בתולה לבנות עיניים יש את w1118 גנוטיפ (X) / hs-HID (Y); + / +; + / + (מספר מניות Bloomington 24,638).
במה 4. וניקוד 2-D שובע מבחנים
הערה: חשוב לשלוט לגיל הזכר עף כשינויי כונן הזדווגות עם גיל. פרוטוקול זה משתמש זכרים כי הם 3 - 4 ד בן 25 .
5. שימוש מניפולציה Thermogenetic להיפוך שובע ב 2-D שובע מבחני
הערה: בדיקות פרוטוקול זה אם גירוי thermogenetic של אוכלוסייה עצבית מוגדרת יכול להתגבר שובע. FLI ניסיוניes לבטא את ערוץ קטיון רגיש-חום TrpA1 ב אוכלוסיות מוגדרות של נוירונים (כטב"מ-TrpA1). השלבים שלהלן חלים על הגירוי של נוירונים דופאמינרגיים (TH-Gal4), אשר הוכחו לקדם כונן הזדווגות 25. צעדים אלה יכולים לשמש בשילוב עם נהגים עצביים אחרים לגלות אוכלוסיות אחרות המקדמות כונן הזדווגות.
6. שימוש חיזור לבין תנועה כדי לאמת שובע
הערה: סעיף זה מתאר 3 שיטות אופציונליות שיכול לשמש כדי לאמת את התוצאות של מבחני שובע 2-D. הם אינם נדרשים עבור כל assay.
7. שחזור מזווג כונן לאחר 2-D שובע Assay
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
כדי לאפיין כונן ההזדווגות תסיסנית, 3 ימים בת, WT זכרים קנטון-S נבדקו ב assay שובע 2-D. במהלך assay (4.5 שעות), זכרים להזדווג ממוצע של 4.8 ± 0.3 (ממוצע ± סטיית התקן של הממוצע, SEM) פעמים. הזדווגויות ליזום בעיקר 2 h (78%) (איור 6 א, 6 ב) ולהיות הראשון פחות תכופים כמו assay מתקדם (איור 6 א, 6 ב). ירידה זו אינה נובעת מחוסר שותפים ההזדווגות (74% נשים להישאר בךזוג ברחבי assay) או עייפות פיזית (איור 6F).<...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
מדינות מוטיבציה יכול להיות שבע, מתוחזק, והחלים 34. אנו מציגים assay שובע 2-D כי במהירות וחסונה ובוחן את כל ההיבטים הללו של הזדווגות כונן הבזק. assay זה פותח את האפשרות של שימוש מניפולציות גנטיות זבוב מתקדמים ללמוד המרכיבים המולקולריים מעגל של התנהגות מוטיבציה.
את assay השובע מסתמך על היכולת של הזכר לחזר בהצלחה ולהזדווג, וכדי לסיים הזדווגויות בזמן המתאים. למרות משפט זבובי hyposexual פחות, ז...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
למחברים אין מה לחשוף.
המחברים מודים למייק קריקמור, דראגנה רוגוליה ומישל פרנק על ההערות על כתב היד. פאבל גורליק סיפק תמיכה טכנית לייצור הזירות ההתנהגותיות. עבודה זו נערכה במעבדתו של מייק קריקמור ונתמכת גם על ידי קרן וייטהול (חוקרת ראשית: דראגנה רוגוליה). S.X.Z. היא עמיתת סטיוארט HQ וויקטוריה קוואן בבית הספר לרפואה של הרווארד.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| 1/16 אינץ' אקריליק שקוף | McMaster-Carr | 8589K12 | משמש לייצור זירות; ראה חומר משלים 1 לעיצובים. |
| 1/8 אינץ' אקריליק שקוף | McMaster-Carr | 8589K42 | משמש לייצור זירות; ראה חומר משלים 1 לעיצובים. |
| 3/16 אינץ' אקריליק שקוף | McMaster-Carr | 8560K219 | משמש לייצור זירות; ראה חומר משלים 1 לעיצובים. |
| 1/32 אינץ' שחור delrin | McMaster-Carr | 8575K132 | משמש לייצור זירות; ראה חומר משלים 1 לעיצובים. |
| ברגי משושה, באורך 1 אינץ' (50x) | מקמאסטר-קאר | 92314A115 | משמש ליצירת זירות. ניתן להחליף בברגים בגודל 3/4 אינץ' (92314A113, McMaster-Carr) לזירות בנות 32 חדרים. |
| אגוזי אגודל (25x) | מקמאסטר-קאר | 92741A100 | משמש ליצירת זירות. ניתן להחליף באגוזי משושה רגילים (90480A005, McMaster-Carr). |
| מצלמת וידיאו | Canon | Vixia HF R700 | ניתן להחליף בכל מכשיר צרכני. |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.