Questo protocollo descrive la macro"Drosophila isola Assay" che valuta quantitativamente il comportamento motorio Drosophila durante il dosaggio di isola. La macro conta con precisione le mosche sulla piattaforma nel corso del tempo, rendendo il dosaggio di isola altamente sensibile e adatto per la valutazione quantitativa di alto-rendimento dei difetti dell'apparato locomotore. La metodologia consente il confronto di qualsiasi condizione, con mosche cresciuti sotto differenti condizioni ambientali e/o genetiche, compreso esposizione al farmaco. Questa indicazione è dunque particolarmente utile come strumento di scoperta durante l'esecuzione di grandi schermi genetici o farmaceutici, quando studiare modelli di Drosophila dei disturbi del movimento e altre malattie neurologiche, o esaminando la locomozione o volo comportamento.
Il protocollo di dosaggio isola presentato in questo manoscritto fornisce vantaggi rispetto ai metodi esistenti/alternativa. Ad esempio, il video-monitoraggio locomozione è richiede molto più tempo e meno adatto per testare campioni di grandi dimensioni. Il dosaggio di isola è uno strumento di screening ad alta resa e, in questo senso, è paragonabile al dosaggio rapido interattiva geotassi negativa (anello)16. La differenza tra i due è che i saggi di isola consente il rilevamento di una più vasta gamma di problemi dell'apparato locomotore; l'incapacità di mosche di lasciare la piattaforma può essere causato da difetti in volo, salto, o camminare comportamento causato da ala (muscolo/neuronali) e/o gamba (muscolo/neuronali) difetti. D'altra parte, l'analisi dell'anello valuta difetti nel comportamento di arrampicata/a piedi causate da difetti della gamba (muscolo/neuronali). Nel caso in cui gli utenti sono interessati a più letture del comportamento, il dosaggio di isola è anche perfettamente combinabile con altri dosaggi, ad esempio, il saggio di anello. Inoltre, laser necessario per optogenetica possono essere facilmente installati nella finestra di analisi isola, e l'installazione è così semplice che può essere facilmente spostato in una camera dove la temperatura e la luce può essere controllate.
Per garantire il successo e la riproducibilità del dosaggio isola descritto qui, una serie di raccomandazioni devono essere seguite. Aliquotare e trasferimento le mosche alla prova sperimentale fiale presso almeno un giorno prima dell'esperimento per evitare gli effetti dell'anestesia di CO2 o freddo. Non sovraffollamento le fiale sperimentale (uso 10-15 mosche per flaconcino; si consiglia di inserire sempre lo stesso numero di mosche per flaconcino). Tenere le mosche sul cibo fresco in ogni momento. Se non ancora familiarità con lo svolgimento di test, pratica gettando vola sulla piattaforma per massimizzare il rendimento. Anche la pratica rapidamente ritraendo la mano subito dopo, poiché interferisce con l'analisi dei dati (analisi dell'immagine e Vola conteggio inizio solo dopo che la mano è fuori dal quadro). Mantenere le condizioni ambientali e sperimentali identiche in esperimenti che devono essere confrontati (ad es., controlli contro mutanti o un genotipo testato alle età differenti). Sempre eseguire gli esperimenti allo stesso tempo del giorno e mantenere i flaconcini in condizioni di umidità e temperatura controllata. Per potere statistico, test tecnici almeno tre repliche per replica biologico.
Per garantire il buon funzionamento della macro descritto qui, impostazioni webcam e l'immagine devono essere regolate per ottenere il massimo contrasto: mosche che appaiono come oggetti neri su una piattaforma di bianco. Quando il numero di mosche non è conteggiato correttamente dalla macro, regolare le impostazioni di contrasto, controllare se il ROI è selezionato correttamente e assicurarsi che la dimensione delle mosche sulla piattaforma è superiore al valore minimo specificato volare impostazione dimensione (Vedi punto 8.3 del presente protocollo). Le impostazioni devono solo essere definito una sola volta. Sono applicabili a tutti gli esperimenti, come la distanza tra le webcam e la piattaforma non è cambiata. I Circularity_min e le impostazioni max definiscono la circolarità delle particelle (particelle = contati mosche) che si terrà in considerazione per l'analisi (mosche = oggetti contati). 1 rappresenta un cerchio perfetto e 0 rappresenta una linea17. Dal momento che le mosche sempre presentano un certo grado di circolarità (una Mosca non può apparire come una linea retta), il "Circularity_max" è impostata a 1 e l'impostazione "Circularity_min" è impostata a 0.4. È improbabile che l'utente deve modificare queste impostazioni.
La macro fa occasionalmente conteggio errori quando una Mosca si trova vicino al bordo della piattaforma. Ciò può verificarsi se le mosche non possono volare ma a piedi dentro e fuori il ROI definito dall'utente. Nella maggior parte dei casi, riselezionare il ROI (inserendolo per quanto possibile alla piattaforma) puoi risolvere facilmente questo problema. Tuttavia, lo script di "Isola analisi analisi" è in grado di rilevare e conteggi dati corretti improprio causato da mosche camminare dentro e fuori il ROI relativamente bene. Anche se la risoluzione della webcam presentato qui è abbastanza alta per discriminare mosche nelle immediate vicinanze abbastanza bene, abbiamo implementato algoritmi aggiuntivi nella procedura di elaborazione di immagine macro"Drosophila isola Assay", come la spartiacque ed erodere la funzione17. Questi facilitano la corretta delineazione di mosche che sono in stretta vicinanza sulla piattaforma. Inoltre, la macro è in grado di distinguere tra mosche che saltò dalla piattaforma o volarono lontano da esso. Tuttavia, generalmente si è osservato che sani giovane ceppi volare volano via immediatamente quando è sceso sulla piattaforma, mentre più grandi mosche e mosche con deficit motorio restano più a lunghi sulla piattaforma e verranno alla fine saltare o cadere dalla piattaforma. Nonostante queste limitazioni, il dosaggio e analisi forniscono una misura molto accurata del comportamento motorio.
Per garantire la performance di successo dello script "Isola test Analysis", l'utente deve assicurarsi di immettere i percorsi corretti per i file di input e outpui delle righe di script indicato nel protocollo e di fornire i dati nel formato di cartella corretta (come indicato nella Figura 2). Se l'utente rileva che i criteri utilizzati per filtrare i dati sperimentali inaffidabili troppo stringenti (riga 68: il primo valore nella colonna "Count" è minore o uguale a 5; row 71: il primo valore nella colonna "Count" è superiore al numero totale di mosche generata sulla platfo RM + 3), spegnere queste impostazioni filtro aggiungendo un # davanti il testo nelle righe 68 e 71 nello script "Isola test Analysis". In questo caso, tutti i set di dati verrà essere inclusi nell'analisi. In alternativa, è possibile modificare le impostazioni di filtro modificando i valori nelle righe 68 e 71 secondo i bisogni di utente. Possibili artefatti nei valori totali nella "results. txt" generato dalla macro"Drosophila isola Assay" possono anche essere regolati manualmente, e può eseguire nuovamente lo script sui dati impostati. Quando l'utente è interessato a l'elaborazione di più di 10 fps o più di 10 s di dati, il numero di fotogrammi elaborati dallo script "Isola analisi analisi" dovrebbeessere regolata. L'analisi statistica può essere sostituito anche da alternative definite dall'utente.
Una cartella denominata "Esempi isola Assay," contenente esempi con tempo-serie di immagini ottenute mediante il saggio dell'isola, può essere trovata presso il seguente sito Web: https://doi.org/10.6084/m9.figshare.4309652.v1. Scarica il folder "Esempi isola Assay" e seguire i passaggi descritti nel presente protocollo per diventare rapidamente familiarizzato con la struttura di archiviazione di file, l'elaborazione delle immagini con la macro "Dosaggio di Drosophila Island" e il "isola analisi analisi" script.
Il dosaggio di isola, in combinazione con la macro sviluppata e script di analisi, può essere utilizzato per valutare e quantificare il comportamento del movimento aberrante di un modello di Drosophila dell'Atassia-Telangiectasia. Poiché il test può essere applicato in modo efficiente a varie età, è adatta ad analizzare la natura potenzialmente progressiva dei fenotipi.
In sintesi, il dosaggio di isola, in combinazione con la macro"Drosophila isola Assay" e lo script di "Isola test Analysis", è un dosaggio conveniente, affidabile e altamente efficiente per oggettivamente analizzare e quantificare i difetti dell'apparato locomotore di Drosofila modelli di disordini di movimento in un modo ad alta velocità.