כאן אנו מציגים פרוטוקול כדי לקבוע באופן אוטומטי את ביצועי גינקולוגיות דרוזופילה -שינוי הטמפרטורות באמצעות לתכנות מבוקרי טמפרטורה ארנה שמייצר שינויי טמפרטורה מהירים ומדויקים בזמן ובמרחב.
מאמר שיטה
* These authors contributed equally
כאן אנו מציגים פרוטוקול כדי לקבוע באופן אוטומטי את ביצועי גינקולוגיות דרוזופילה -שינוי הטמפרטורות באמצעות לתכנות מבוקרי טמפרטורה ארנה שמייצר שינויי טמפרטורה מהירים ומדויקים בזמן ובמרחב.
הטמפרטורה היא גורם סביבתי בכל מקום זה משפיע על איך מינים להפיץ ולהתנהג. מינים שונים של זבובי דרוזופילה פירות יש תגובות ספציפיות לשינוי הטמפרטורות בהתאם הסתגלות סובלנות הפיזיולוגית שלהם. זבובים דרוזופילה בעלי גם חום חישה מערכת הפך בסיסי להבנת הבסיס העצבי של טמפרטורת עיבוד ב- ectotherms. אנו מציגים כאן ארנה מבוקרי טמפרטורה המאפשרת שינויי טמפרטורה מדויקת ומהירה עם שליטה הגיאופוליטיות והמרחביות הטמפורלי כדי לחקור את התגובה של זבובים בודדים את שינוי הטמפרטורה. זבובים בודדים להציב בזירה, נחשפים אתגרים טמפרטורה מתוכנתים מראש, כגון הדרגתי אחיד מגביר טמפרטורה כדי לקבוע נורמות התגובה או טמפרטורות המפוזרים במרחב בו זמנית כדי לקבוע העדפות. אנשים מתבצע באופן אוטומטי, המאפשר כימות של העדפה מהירות או מיקום. בשיטה זו ניתן לכמת במהירות התגובה על מגוון רחב של טמפרטורות כדי לקבוע טמפרטורה ביצועים עקומות דרוזופילה או חרקים אחרים באותו סדר גודל. בנוסף, זה יכול לשמש עבור מחקרים גנטיים לכמת טמפרטורה העדפות ותגובות של מוטציות או פראי-סוג זבובים. שיטה זו יכולה לעזור לחשוף את הבסיס של היווצרות המינים תרמי, הסתגלות, כמו גם המנגנונים העצביים העומדים מאחורי בטמפרטורה.
טמפרטורה היא גורם סביבתי מתמיד זה משפיע על איך אורגניזמים לפעול ולהתנהג1. הבדלי גובה ורוחב להוביל הבדלים בסוג באקלים האורגניזם נחשפים, שתוצאתה בחירה אבולוציונית לתגובתם טמפרטורה2,3. האורגניזמים להגיב טמפרטורות שונות דרך עיבודים מורפולוגי, פיזיולוגיים והתנהגותיים זה למקסם ביצועים תחת שלהם מסוים סביבות4. לדוגמה, זבוב הפירות דרוזופילה melanogaster, אוכלוסיות מאזורים שונים יש העדפות טמפרטורה שונות, הגוף גדלים, פעמים התפתחותית, אריכות-חיים, פוריות וביצועים הליכה בטמפרטורות שונות2 ,5,6,7. המגוון שנצפה בין הזבובים ממוצא שונה מוסבר בחלקו על ידי וריאציה גנטית גן פלסטיק הביטוי8,9. באופן דומה, מינים דרוזופילה מאזורים שונים להפיץ באופן שונה בין מעברי צבע טמפרטורה ולהראות הבדלים ההתנגדות החום הקיצוני, בדיקות קר10,11,12.
דרוזופילה הפך גם לאחרונה מודל הבחירה כדי להבין את הבסיס הגנטי והעצבים של טמפרטורה תפיסה13,14,15,16,17. באופן כללי, הזבוב הבוגר תופסים טמפרטורה באמצעות חיישני טמפרטורה היקפיים קרים וחמים, מחושיהם ודרך חיישני טמפרטורה15,16 14,13,המוח , 17 , 18 , 19 , 20. קולטני הפריפריה לטמפרטורות חם אקספרס Gr28b.d16 או Pyrexia21, תוך הפריפריה מאופיינים קולטנים קר Brivido14. במוח, טמפרטורה מעובד על ידי נוירונים לבטא TrpA115. מחקרים התנהגותיים על מוטציות של המסלולים הללו משתפרים הבנתנו כיצד מעובד בטמפרטורה ולתת תובנות מנגנונים משתנים בין אוכלוסיות של דרוזופילה ממחוזות שונים.
כאן נתאר ארנה מבוקרי טמפרטורה שמייצר שינויי טמפרטורה מדויקת ומהירה. חוקרים יכולים מראש תכנית שינויים אלה, אשר מאפשר מניפולציות טמפרטורה סטנדרטית ו הדיר ללא התערבות אנושית. זבובים הם הקליטו, במעקב עם תוכנות מיוחדות כדי לקבוע את המיקום שלהם ואת המהירות בכל השלבים השונים של ניסוי. המדד העיקרי הוצג פרוטוקול זה הוא מהירות הליכה בטמפרטורות שונות, כי הוא אינדקס רלוונטי מבחינה אקולוגית בביצועים פיזיולוגיים ניתן לזהות הסתגלות תרמיות בודדות5. יחד עם טמפרטורה קולטן מוטציות, טכניקה זו יכולה לסייע לחשוף את המנגנונים של עיבוד תרמי ברמה התאית וביוכימי.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
1. הכנת אוכל לטוס בינוני
2. הכנת זבובים
3. מסגרת של אורות
4. טמפרטורה מבוקרת ארנה
5. הטמפרטורה ניסויים התנהגותיים
6. וידאו מעקב וניתוח נתונים
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הזירה מבוקרי טמפרטורה (איור 1 א') מורכב שלוש אבנים נחושת שהטמפרטורה שלהם יכול להיות נשלט בנפרד במעגל לתכנות. כל אריח נחושת בעל חיישן טמפרטורה שנותן משוב המעגל לתכנות. המעגל הפעלת ספק כוח כדי להגדיל את הטמפרטורה של כל אריח. אלמנטים פסיביים תרמואלקטרי לשמש החימום קבוע כדי לשמור על הטמפרטורה הרצויה, בעוד כיור חום מקורר על ידי אוהד מספק קירור מתמדת. ההשלכות של שינוי הטמפרטורה קובעת את מהירות התהליך באופן ליניארי. גידול של 2 ° C דורשת רק 0.1 s, וגידול של 18 ° C דו...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
כאן הובאו אוטומטיים מבוקרי טמפרטורה זירה (איור 1) שמייצר שינויי טמפרטורה מדויקת בזמן ובמרחב. שיטה זו מאפשרת חשיפה של הפרט דרוזופילה מחיישנים מגביר הדרגתית של הטמפרטורה (איור 2 , איור 3) אלא גם לאתגרים טמפרטורה דינמי שבו כל אריח של הזירה זבוב היה מחומם באופן עצמאי לטמפרטורה שונים (איור 4 , איור 5).
הזירה מבוקרי טמפרטורה ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
המחברים מצהירים כי יש להם אינטרסים כלכליים אין מתחרים.
עבודה זו נתמך בחלקה על ידי מלגה Behavioural, תוכנית קוגניטיבי מדעי המוח של אוניברסיטת של חרונינגן, במלגה ללימודי תואר שני, y Consejo נאסיונאל דה Ciencia Tecnología (CONACyT) במקסיקו, כמובן מאליו אנדריה סוטו-פאדילה, במענק מטעם קרן טמפלטון ג'ון לחקר הזמן הוענק Hedderik ואן ריין, ז'אן כריסטוף Billeter. אנחנו גם אסיר תודה פיטר חריט Bosma בשל השתתפותו בפיתוח הגשש FlySteps .
ניתן למצוא קבצי script TemperaturePhases, FlySteps, ו FlyStepAnalysis כמידע משלים, הקישור הבא זמני וזמין לציבור:
https://dataverse.nl/privateurl.xhtml?token=c70159ad-4d92-443d-8946-974140d2cb78
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| Arduino Due | Arduino | A000062 תוכנה RUG | |
| אלקטרוניקה לוח | Ruijsink הנדסה דינמית | FF-Main-02-2014 | |
| ספק כוח Boost | XP-Power 48. V 65 W | ECS65US48 | מוגדר ל-53 וולט |
| ספק כוח חימום אריחים | XP-Power 15. V 80 W | VFT80US15 | |
| ספק כוח קירור | XP-Power 15. V 130 W | ECS130U515 | |
| אלמנטים פלטייר | מרלו תעשיות | RC12-4 | 2 אלמנטים, הזנת DC מבוקרת |
| גוף קירור | פישר טכניק | LA 9/150-230V | מנותק לרטט |
| חיישני טמפרטורה | התמחויות מדידה | MCD_10K3MCD1 | מיקרו תרמיסטור בדיקה |
| בלוק/אריחי נחושת | Ruijsink הנדסה דינמית | FF-CB-01-2014 | |
| טבעת אומינום | Ruijsink הנדסה דינמית | FF-RoF-02-2015 | |
| Tesa 4104 סרט לבן 25 x 66 מ"מ | רכיבי RS | 111-2300 | סרט מוליך לבן |
| נוריות אדומות | Lucky Ligt | ll-583vc2c-v1-4da | אורך גל בין 625 ננומטר, 20 mAmp ו-6 V |
| רצועת LED לבנה חמה | Ledstripkoning | HQ-3528-SMD | 60 נוריות למטר |
| מתג ספק כוח | גנרי | T-36-12 | |
| Logitech c920 | Logitech Europe SA | PN960-001055 | |
| QuickTime Player | מחשב | תוכנית | |
| מעקב תוכנה ניתוח | R | חבילות: pacman | |
| תוכנת ניתוח מעקב | MATLAB | ||
| הדמיה תרמית | FLIR T400sc | ||
| גרפים וסטטיסטיקות תוכנה | Graph Pad Prism | ||
| Sigmacote | Sigma-Aldrich | SL2-100ML | חומר סיליקון |
| בקבוקי גידול זבובים | Flystuff | 32-130 | 6oz בקבוק מלאי Drosophila |
| Flypad | Flystuff | 59-114 | |
| בקבוקוני גידול זבובים | דומיניק דוצ'ר | 789008 | צינורות Drosophila צרים 25x95 מ"מ |
| אינקובטור | Sanyo | MIR-154 | |
| פלטה חמה מגנטית | Heidolph | 505-20000-00 | MR Hei-Standard |
| Agar | Caldic מרכיבים ב.ו. | 010001.26.0 | |
| גלוקוז | גזונד & wel | 1019155 | דקסטרוז / Druivensuiker |
| סוכרוז | ואן גילזה | סוכר מגורען | |
| קמח תירס | זבוב | 62-100 | |
| נבט חיטה | Gezond & 1017683 | ||
| קמח סויה | Flystuff | 62-115 | |
| מולסה | Flystuff | 62-117 | |
| שמרים יבשים פעילים | כוכב | ||
| Tegosept | Flystuff | 20-258 | 100% |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה
בקש הרשאה