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Qui, presentiamo un metodo semplice, economico e ad alto contenuto di velocità effettiva per valutare il tempo di sedazione a causa dell'esposizione all'etanolo in Drosophila melanogaster. A differenza di molti metodi attuali, che richiedono analisi di gruppo, questo saggio consente a una singola persona di raccogliere dati sul tempo di sedazione individuale per 2.000 dollari volano in un periodo di lavoro di 8 h. Abbiamo scoperto che una singola persona può segnare 48 mosche per il tempo di sedazione in circa 5 min. A questo ritmo, 2.000 mosche possono essere segnate in circa 4 h, anche se il punteggio può essere condotto in un secondo momento. Con il nostro saggio, il tempo di sedazione registrato per la maggior parte delle mosche varia da 5 a 15 min ad un'esposizione a 1 mL di 100% di etanolo. Concentrazioni più basse di etanolo o volumi di consegna più piccoli si tradurranno in tempi di sedazione più lunghi.
Gli attuali metodi per valutare il tempo di sedazione richiedono un test elevato di mosche senza abilitare facilmente le misurazioni su singoli individui15,16,17,18,19,20,21,22,23,24,25,26. Molti attuali saggi di sedazione e sensibilità si basano su ST5022,23,24, il momento in cui il 50% delle mosche sono sedati a causa dell'esposizione all'etanolo. Anche se ottenere la ST50 per gruppi di mosche non era la motivazione principale per lo sviluppo di questo saggio, le registrazioni video dimostrano una maggiore utilità rispetto ai metodi attuali, in quanto le registrazioni possono essere utilizzate per accertare la ST50 per gruppi di mosche testate individualmente e per misurare la percentuale di mosche che soddisfano un determinato criterio (ad esempio, perdita di controllo posturale) in qualsiasi momento. Va notato che tali analisi video richiederebbero più tempo.
A differenza degli attuali saggi inebriometrici, il metodo che descriviamo non richiede strumenti specializzati per l'installazione e può essere eseguito in qualsiasi laboratorio utilizzando materiali comuni. Utilizzando questo metodo, abbiamo ottenuto tempi di sedazione affidabili e coerenti per le singole mosche. Il saggio può, in linea di principio, essere esteso per valutare gli effetti dell'esposizione a qualsiasi sostanza volatile. Il saggio può anche essere applicato per misurare gli effetti della tossicità acuta delle sostanze volatili su altri insetti, comprese altre specie di mosca. I dati sui singoli tempi di sedazione possono essere utilizzati per valutare l'entità della variazione fenotipica all'interno di una popolazione, come il DGRP.
Abbiamo usato piccole reti a schermo di insetti per impedire il contatto diretto con la soluzione di etanolo, consentendo al contempo quantità adeguate di vapori di etanolo per raggiungere la mosca. Lo strato di garza bianca sulla parte superiore della rete dello schermo fornisce un contrasto visivo tra la mosca e la superficie sottostante e assicura che le mosche non vengano catturate nella mesh dello schermo, il che potrebbe portare a una determinazione ambigua della perdita del controllo posturale. Le membrane disponibili in commercio che sono porose all'acqua e all'aria hanno dato risultati incoerenti e non erano sufficientemente penetrabili ai vapori di etanolo. Abbiamo usato intenzionalmente piccole reti di schermi di insetti perché è un materiale uniformemente poroso che riduce al minimo la variazione nell'esposizione all'etanolo a causa della posizione della mosca all'interno di un pozzo. È possibile apportare modifiche a questo protocollo sulla base di materiali disponibili, anche se si consiglia una camera comportamentale controllata, l'accesso al 90%-100% di etanolo vicino alla mosca e l'esposizione uniforme agli etanoli.
La posizione del volo all'interno delle piastre di coltura cellulare deve essere randomizzata tra le repliche per evitare distorsioni posizionali. Per esperimenti più grandi che richiedono l'uso di questo saggio in più giorni e sono quindi soggetti a variazioni ambientali che potrebbero influenzare i risultati di analisi (ad esempio, i cambiamenti nella pressione barometrica)27, consigliamo vivamente che le mosche siano testate contemporaneamente ogni giorno e randomizzate sia all'interno che all'interno dei giorni, soprattutto se diverse linee e/o sessi devono essere confrontati l'uno con l'altro.
Il metodo che abbiamo sviluppato è più adatto per misurare l'effetto dell'esposizione acuta all'alcol, ma non è adatto per ottenere dati di consumo o modellare la dipendenza. I dati di sensibilità alla sedazione dell'alcol ottenuti da questo saggio possono tuttavia essere integrati con altre misure di fenotipi correlati all'alcol. Una limitazione del sistema è che l'altezza verticale delle piastre di coltura cellulare standard consente il movimento verticale della mosca che non può essere facilmente rintracciato tramite video per una valutazione dettagliata dell'attività complessiva o della locomozione. Tuttavia, questa limitazione non influisce sulla valutazione accurata del tempo di sedazione. Quando si utilizzano mosche di genotipi diversi (ad esempio, nelle popolazioni di razza fuorirazza DGRP28), questo test consente anche il recupero di singole mosche per raccogliere pozze di mosche con fenotipi contrastanti per il sequenziamento del DNA sfuso e la mappatura QTL estrema29,30. Nel complesso, questo test consente una rapida e poco costosa raccolta di dati di sedazione di alcol su un gran numero di mosche singole.