March 26th, 2012
אנו מתארים את פרוטוקול 1 אימון סיבולת של זן חשובים מודל גנטי, תסיסנית melanogaster, וכן להתוות מבחני כמה להתוות שיפור ההכשרה הבאה ניידות.
מטרת הניסוי הבא היא לאמן Dsof ו-Melanogaster באמצעות תוכנית אימוני סיבולת חדשה ולהעריך את ההשפעות של אימוני אימון. זה מושג על ידי שימוש במכשיר אוטומטי שמרים ומפיל כמה בקבוקונים של זבובים, מפעיל שוב ושוב את תגובת הטיפוס האינסטינקטיבית של הזבוב, ובכך נותן לזבובים אימון. הזבובים מאומנים מדי יום בלוח זמנים מוגבר של שעתיים עד שלוש שעות במהלך תקופת אימונים של שלושה שבועות.
לאחר מכן, הזבובים עוברים מבחנים התנהגותיים שונים על מנת למדוד את השפעות הפעילות הגופנית. התוצאות מראות כי זבובי פעילות גופנית מטפסים מהר יותר כפי שנמדד על ידי ציר גיאוגרפי שלילי המושרה במהירות או בדיקת טבעת. היתרון העיקרי של טכניקה זו על פני שיטות קיימות כמו אימון סיבולת של בעלי חיים אחרים הוא אוסף הכלים הנרחב הזמין למניפולציה של גנטיקה של דרוזופילה.
בחקר תרגילי סיבולת, עלה לנו לראשונה הרעיון לשיטה זו כאשר ערכנו מבחני מוניות גיאוגרפיות שליליות בודדות רבות. תהינו כמה זמן זבובים יכולים להמשיך לטפס ואם נוכל לאמן אותם בצורה כזו. מגדל החשמל בנוי על פיסת דיקט מלבנית המוצמדת לשולחן.
סיבוב של 4.5 לדקה. מנוע ההילוכים מונח על מספר לוחות ומחובר לבקרת מהירות, נתיך ומתג הפעלה. בתיבת צומת, מאוורר בגודל שלושה אינץ 'המוחזק בצינור מתכת מופנה אל המנוע לקירור.
למנוע מחוברת זרוע מסתובבת עם רולר. בקצה, המנוע והזרוע מסתובבים ודוחפים כלפי מטה צד אחד של מוט כפוף המחובר לדיקט. עם ציר דלת בצד השני של המוט, גלגל מחובר כך שהוא יכול להתגלגל על פלטפורמה.
הוא נדחף למעלה ולמטה כשהמנוע מסתובב, עוצמת המנוע מותאמת, כך שתקופת סיבוב מלאה היא באורך 15 שניות על הרציף, מדפי בקבוקון זבוב מחוברים באמצעות חוטי בנג'י, והבקבוקונים המונחים במתלים אלה מאובטחים באמצעות מסך המחובר גם לפלטפורמה. על ידי חוטי בנג'י, הפלטפורמה מסוגלת להחליק למעלה ולמטה לאורך מחווני משיכה סטנדרטיים וכרית קלקר מעכבת את זעזוע הנפילה שלה. מגדל החשמל מופעל בחדר מבוקר טמפרטורה כדי להתאים לתנאים שבהם מגדלים בעלי החיים.
כדי לבצע ניסוי אימון, נדרשים מינימום של 240 זבובים זכרים תואמים לגיל לניטור אורך של סיבולת וציר גיאוגרפי שלילי או יכולת טיפוס. שמור על אוכלוסיות הזבובים של 20 לבקבוקון. חלקו את הבקבוקונים לשתי קבוצות שוות בגודלן, שאחת מהן תמומש, את הבקבוקונים של אותה קבוצה יש לחבר עם פלוגים, ואילו את קבוצת הביקורת יש לחבר עם פקקי ספוג.
ספוג משמש לקיבוע מכיוון שגודלו האדפטיבי מאפשר מיקום קל ליד תחתית הבקבוקון. חומר הספוג הרך יותר גם מפחית פציעות הנגרמות על ידי התנועות המוצקות יותר. יש להחליף את בקבוקוני המזון כל יומיים לפני הבדיקה.
במהלך האימון, הזבובים נשארים בבקבוקוני המזון מכיוון שאם משתמשים בבקבוקונים ריקים, זבובים רבים נוספים סובלים. פציעות הקשורות לאימונים. בעת העמסת בקבוקוני זבובי השליטה על מגדל הכוח, דחפו את פקקי הספוג שלהם כלפי מטה לכשלושה מילימטרים מעל מפלס המזון, ומכאן הגבילו את הזבובים.
תנועה לתוצאות עקביות. בדקו את שתי קבוצות הזבובים חמישה ימים רצופים בשבוע, תוך שימוש בלוח זמנים מוגבר שמגדיל את הזמן לפגישה משעתיים לשלוש ביום במשך תקופה של שלושה שבועות. כמובן, ניתן להפעיל כל משטר.
עקביות בטיפול, בשעה ביום ובשיטות הבדיקה על פני טווח זמן של שלושה שבועות היא חיונית. תזמון קפדני ונהלי תרגול מפחיתים את האפשרות לטעות עייפות. ניתן לבצע בדיקות לאורך על זבובים לפני, אחרי או במהלך משטר האימונים.
זה יכול לשמש גם כדי להעריך תגובה בטוחה יותר למשתנה סביבתי. הפעל את בדיקת העייפות ביום שבו לא מתקיימים אימונים. בתחילת היום העמיסו את שתי קבוצות הזבובים על מגדל הכוח.
הפעל את המכשיר והתבונן בכל בקבוקון אחת ל-10 דקות. אם בארבע הטלות רצופות, חמישה זבובים או פחות בבקבוקון מטפסים לגובה של יותר משני סנטימטרים, אז קבוצת הזבובים הזו נחשבת עייפה. הסר את הזבובים העייפים ממגדל החשמל בזמן שהוא עדיין פועל ותעד את זמן הסרתו.
התבונן בכל הבקבוקונים למשך 10 שעות לכל היותר והרכיב את התוצאות. בדיקה אחת לכימות. השפעות האימון הן מדידה יומית של מהירות הריצה, אותה ניתן לבצע לאורך כל משטר האימונים ומעבר לו.
למדוד את ההשפעה ארוכת הטווח של האימון. כדי להתחיל את מהירות הטיפוס או בדיקת הטבעת, העבירו תחילה זבובים לבקבוקונים ריקים חדשים והניחו שורה של שישה בקבוקונים לתוך מתלה בקבוקונים. פיסות סרט מגולגלות משמשות לאבטחת הבקבוקונים למתלה.
לאחר מכן הצב את המתלה מול מקור אור, כמו קופסת תצוגה של רנטגן שתספק תאורה אחידה של הבקבוקונים. כעת הגדר מצלמה שתצלם את המתלה כך שהמיקום של כל זבוב יהיה גלוי בכל בקבוקון. לאחר מכן הקש על ששת הבקבוקונים כדי להפיל את כל הזבובים לתחתית הבקבוקונים ולצלם תמונה מתוזמנת.
שתי שניות לאחר שכל הזבובים נופלים. אם נעשה שימוש בפלאש של המצלמה, יש להשתמש בו באופן עקבי. חזור על תהליך זה ארבע פעמים עבור כל סט בקבוקונים לפני שתמשיך עם מגדל הכוח.
כדי לנתח את הנתונים, ציין כל תמונה בנפרד באמצעות תוכנה כדי למצוא את הגבולות העליונים והתחתונים של הבקבוקון. לאחר מכן מדוד את גובה הטיפוס עבור כל זבוב. לאחר מכן העתק את גבהי הטיפוס לאקסל.
כל זבוב בכל בקבוקון מקבל ציון מאפס עד ארבע המתאים לגובה הרביע. הם מטפסים לארבע לרבע הגבוה ביותר ואפס על אי טיפוס כלל. עבור כל בקבוקון, חשב את הציון עבור כל אחד מ-20 הזבובים וקח את הציון הממוצע של העוקבה.
זה נקרא מדד הטיפוס. הממוצע של ארבעת המדדים המטפסים של כל קבוצה באותו יום משמש לניתוח נתונים. אם תוכנת עיבוד תמונה אינה זמינה, ניתן לצייר קווי רביע על הבקבוקונים הריקים, וניתן להקצות לזבובים ערכי רביע באופן ידני בעוד זבובי סוג הגיבו לפרוטוקול סיבולת עם ירידה מופחתת הקשורה לגיל ביכולת הטיפוס.
זה נמשך לאחר סיום האימונים כפי שבא לידי ביטוי במבחני טבעת אורכית לאורך גיל חמישה שבועות. לפיכך, אינדוקציה של פעילות גופנית על ידי תוכנית מגדל הכוח יכולה לשמש כקלט התנהגותי וניתן להעריך את יכולתם של גורמים גנטיים או סביבתיים לווסת השפעה זו. לעומת זאת, מגדל החשמל יכול לשמש גם כפלט.
לדוגמה, כאשר זבובים עם אחוז משתנה של סוכרוז בתזונה שלהם, נבדקו זמן לעייפות. תכולת סוכרוז מוגברת הייתה בקורלציה עם יכולת סיבולת מוגברת. בעת ניסיון הליך זה, חשוב לזכור לוודא שכל קבוצות הזבובים מותאמות לגיל, ושהשיטות מבוצעות באופן עקבי לאורך כל הניסוי.
לאחר צפייה בסרטון זה, אתם אמורים להבין היטב כיצד לסבול, לאמן ולהעריך זבובים מכל גנוטיפ.
המחקר הנוכחי מציג פרוטוקול אימוני סיבולת חדש עבור Drosophila melanogaster, שמטרתו להעריך את ההשפעות של פעילות גופנית על יכולת התנועה. המחקר מתאר מספר מבחנים התנהגותיים למדידת שיפורים ביכולת הטיפוס בעקבות משטר האימונים.
Endurance training protocols in model organisms enable mechanistic de-risking of exercise-related therapeutic hypotheses. The Drosophila Power Tower system provides a scalable, genetically tractable platform for longitudinal assessment of exercise-induced phenotypic changes. This supports target validation and predictive confidence in preclinical discovery of metabolic and neuromuscular interventions.
The Power Tower protocol fits within the discovery continuum from target hypothesis testing to phenotypic screening and preclinical validation.