Endurance Training protocollo e saggi prestazioni longitudinali per Drosophila melanogaster

L'obiettivo del seguente esperimento è quello di allenare Dsof e Melanogaster utilizzando un nuovo programma di esercizi di resistenza e di valutare gli effetti dell'allenamento fisico. Ciò si ottiene utilizzando un dispositivo automatizzato che solleva e rilascia diverse fiale di mosche attivando ripetutamente la risposta istintiva di arrampicata della mosca, e dando così alle mosche una sessione di allenamento. Le mosche vengono addestrate quotidianamente con un programma graduale da due a tre ore per un periodo di allenamento di tre settimane.

Successivamente, le mosche vengono sottoposte a vari test comportamentali per misurare gli effetti dell'esercizio. I risultati mostrano che le mosche fisiche salgono più velocemente, come misurato dall'asse geo negativo rapidamente indotto o dal saggio dell'anello. Il vantaggio principale di questa tecnica rispetto ai metodi esistenti come l'allenamento di resistenza di altri animali è l'ampia collezione di strumenti disponibili per la manipolazione della genetica della drosophila.

Nello studio dell'esercizio di resistenza, abbiamo avuto l'idea di questo metodo per la prima volta quando stavamo conducendo molti saggi di geotaxi negativi singoli. Ci siamo chiesti per quanto tempo le mosche potessero continuare a salire e se potessimo allenarle in questo modo. La torre di alimentazione è costruita su un pezzo rettangolare di compensato che è fissato a un tavolo.

Una rotazione di 4,5 al minuto. Il motoriduttore poggia su più schede ed è collegato a un controllo di velocità, un fusibile e un interruttore di alimentazione. In una scatola di giunzione, una ventola da tre pollici tenuta in un tubo di metallo è diretta verso il motore per il raffreddamento.

Collegato al motore è un braccio rotante con un rullo. Alla fine, il motore e il braccio ruotano spingendo verso il basso un lato di un'asta piegata che è attaccata al compensato. Con una cerniera della porta sull'altro lato dell'asta, una ruota è fissata in modo che possa rotolare contro una piattaforma.

Spinge su e giù mentre il motore gira, la potenza del motore viene regolata, in modo tale che un periodo di rotazione completo sia di 15 secondi Sulla piattaforma, le rastrelliere delle fiale di mosca sono fissate da corde elastiche e le fiale posizionate in queste rastrelliere sono fissate con uno schermo anch'esso attaccato alla piattaforma. Grazie alle corde elastiche, la piattaforma è in grado di scorrere su e giù lungo i cursori di traino standard e un cuscino in polistirolo smorza l'urto della sua caduta. La torre di alimentazione viene azionata in una stanza a temperatura controllata per adattarsi alle condizioni in cui vengono allevati gli animali.

Per eseguire un esperimento di esercizio, sono necessari un minimo di 240 moscerini maschi di pari età per il monitoraggio longitudinale della resistenza e dell'asse geo negativo o della capacità di arrampicata. Mantenere le mosche in popolazioni di 20 per fiala. Dividere le fiale in due gruppi di uguali dimensioni, uno dei quali verrà esercitato, le fiale di quel gruppo devono essere tappate con i flug, mentre il gruppo di controllo deve essere tappato con tappi di spugna.

Una spugna viene utilizzata per l'immobilizzazione perché le sue dimensioni adattive consentono un facile posizionamento vicino al fondo della fiala. Il materiale spugnoso più morbido riduce anche le lesioni causate dai flug più solidi. Le fiale di cibo devono essere sostituite a giorni alterni prima del test.

Durante l'addestramento, le mosche rimangono nelle fiale di cibo perché se si utilizzano fiale vuote, molte altre mosche soffrono. Infortuni legati all'allenamento. Quando si caricano le fiale delle mosche di controllo sulla torre di alimentazione, spingere verso il basso i tappi di spugna a circa tre millimetri sopra il livello del cibo, limitando così le mosche.

Movimento per risultati coerenti. Testa entrambi i gruppi di mosche cinque giorni consecutivi alla settimana, utilizzando un programma a rampa che aumenta il tempo per sessione da due a tre ore al giorno per un periodo di tre settimane. Naturalmente, qualsiasi regime potrebbe essere impiegato.

La coerenza del trattamento, dell'ora del giorno e dei metodi di analisi nell'arco di un periodo di tre settimane è essenziale. Un'attenta programmazione e procedure pratiche riducono la possibilità di errore Affaticamento. I saggi possono essere eseguiti longitudinalmente sulle mosche prima, dopo o durante il regime di addestramento.

Può anche essere utilizzato per ottenere una risposta più sicura a una variabile ambientale. Esegui il test della fatica in un giorno in cui non si svolge l'allenamento. All'inizio di una giornata caricare entrambi i gruppi di mosche sulla torre di potenza.

Attivare l'apparecchio e osservare ogni flaconcino una volta ogni 10 minuti. Se su quattro cadute consecutive, cinque o meno mosche in una fiala salgono più alte di due pollici, allora quella coorte di mosche è considerata affaticata. Rimuovere le mosche affaticate dalla torre di alimentazione mentre è ancora in funzione e registrare il tempo in cui viene rimossa.

Osservare tutte le fiale per un massimo di 10 ore e compilare i risultati. Un saggio per la quantificazione. Gli effetti dell'allenamento sono una misurazione giornaliera della velocità di corsa, che può essere eseguita durante il regime di allenamento e oltre.

Per misurare l'effetto a lungo termine dell'allenamento. Per iniziare il test della velocità di salita o dell'anello, trasferire prima le mosche in nuove fiale vuote e posizionare una fila di sei fiale in un rack per fiale. Pezzi di nastro arrotolati vengono utilizzati per fissare le fiale al rack.

Quindi posiziona il rack davanti a una fonte di luce, come una scatola di visualizzazione a raggi X che fornirà un'illuminazione uniforme delle fiale. Ora imposta una fotocamera per fotografare il rack in modo che la posizione di ogni mosca sia visibile in ogni fiala. Quindi tocca le sei fiale per abbattere tutte le mosche sul fondo delle fiale e scattare una fotografia cronometrata.

Due secondi dopo che le mosche sono state tutte abbattute. Se si utilizza il flash della fotocamera, è necessario utilizzarlo in modo coerente. Ripeti questo processo quattro volte per ogni set di fiale prima di procedere con la torre di alimentazione.

Per analizzare i dati, assegna un punteggio a ciascuna foto individualmente utilizzando un software per trovare i bordi superiore e inferiore della fiala. Quindi misura l'altezza di arrampicata per ogni mosca. Quindi copia le altezze di arrampicata in Excel.

Ad ogni mosca in ogni fiala viene assegnato un punteggio da zero a quattro corrispondente all'altezza del quadrante. Salgono a quattro per il quadrante più alto e a zero per non salire affatto. Per ogni fiala, calcola il punteggio per ciascuna delle 20 mosche e prendi il punteggio medio della coorte.

Questo è chiamato indice di arrampicata. Per l'analisi dei dati viene utilizzata la media dei quattro indici di salita di ciascuna coorte in quel giorno. Se il software di elaborazione delle immagini non è disponibile, le linee del quadrante possono essere disegnate sulle fiale vuote e ai moscerini possono essere assegnati manualmente i valori del quadrante, mentre i moscerini di tipo hanno risposto a un protocollo di resistenza con un declino diminuito della capacità di arrampicata correlato all'età.

Ciò persisteva dopo la fine dell'allenamento, come si evince dai saggi longitudinali ad anello durante le cinque settimane di età. Pertanto, l'induzione dell'esercizio da parte del programma power tower può essere utilizzata come input comportamentale e può essere valutata la capacità di fattori genetici o ambientali di modulare questo effetto. Al contrario, la torretta di alimentazione può essere utilizzata anche come uscita.

Ad esempio, quando le mosche con una percentuale variabile di saccarosio nella loro dieta, sono state testate per il tempo di affaticamento. L'aumento del contenuto di saccarosio è correlato a una maggiore capacità di resistenza. Durante il tentativo di questa procedura, è importante ricordare di assicurarsi che tutte le coorti di mosca siano abbinate all'età e che i metodi vengano eseguiti in modo coerente durante il corso dell'esperimento.

Dopo aver visto questo video, dovresti avere una buona comprensione di come resistere, addestrare e valutare le mosche di qualsiasi genotipo.