CApillary FEeder (CAFE) assayは、食物摂取の根底にあるメカニズムを調査するためのシンプルで予算にやさしい、信頼性の高い方法です。汎用性の高い遺伝子モデル生物であるショウジョウバエ(Drosophila melanogaster)と併用することで、食物摂取の調節メカニズムについて新たな知見を得るための強力な手段となります。
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CApillary FEeder (CAFE) assayは、食物摂取の根底にあるメカニズムを調査するためのシンプルで予算にやさしい、信頼性の高い方法です。汎用性の高い遺伝子モデル生物であるショウジョウバエ(Drosophila melanogaster)と併用することで、食物摂取の調節メカニズムについて新たな知見を得るための強力な手段となります。
ほとんどの動物にとって、摂食は生存を確保するために不可欠な行動であり、それは発達、移動、健康、繁殖に影響を与えます。したがって、適切な種類と量の食物を摂取することは、生活の質に大きな影響を与えます。摂食行動に関する研究は、実際の摂食を確保する根本的なプロセスに焦点を当て、内部エネルギー、恒常性、意思決定のニューロン基盤を調節する要因の役割を解明します。モデル生物であるショウジョウバエ・メラノガスターは、単一のニューロンを標識および操作するための遺伝的に追跡可能な多種多様なツールを備えており、ニューロンネットワークのマッピングと、食物摂取の調節に関与する分子シグナル伝達カスケードの同定を可能にします。このレポートでは、キャピラリーFEederアッセイ(CAFE)を実証し、数時間から数日の範囲の期間でハエのグループで食物摂取量を測定する方法を示します。この使いやすいアッセイは、ハエが自由にアクセスして餌を食べることができる液体食品で満たされたガラス毛細血管で構成されています。アッセイでの食物消費量は、簡単な測定ツールを使用して正確に測定されます。ここでは、CAFEアッセイのセットアップから成功裏に実行されるまでの方法を段階的に説明し、制御された条件下でのハエのグループの食物摂取量を分析するための実用的な例を示します。読者は、アッセイの可能な制限についてガイドされ、D. melanogasterの他の摂食アッセイと比較した方法の長所と短所が評価されます。
食べるが不可欠です。しかし、このような過食症、拒食症または課しを過食する一般的な傾向として、摂食障害の結果食物摂取量の規制緩和は、個人と社会1、2、3にかかります。本研究の目的は、食物摂取の調節機構を明らかにし、障害の形成を回避するための戦略を提供することにあります。哺乳類のモデル生物を用いて、多数の研究が障害4、5、6を食べに回路及び信号システムの役割の新たな洞察を提供してきました。それにもかかわらず、これらの疾患の根底にある神経細胞および分子基盤の我々の知識は、完成には程遠いまま。近年では、果実はフライキイロショウジョウバエは metabolisの規制に基本的なメカニズムの洞察を解明するための貴重なモデルシステムとなっていますM 7、8、9。 キイロショウジョウバエのためのキャピラリーフィーダー(CAFE)アッセイはクロバエ10、11にデティアーによって以前の仕事に触発され、2007年にシーモア・ベンザーのラボに設立されました。 CAFEアッセイは直接キイロショウジョウバエにおいて食物摂取を測定することが可能となります。この行動試験システムでは、ハエがバイアル内部に配置された段階的なガラスキャピラリー内に設けられた液体食品を食べます。毛管メニスカスの減少は蒸発し、食料消費を経て食品液の損失を示しています。ハエなしでバイアルによって蒸発速度を決定することは、食物摂取量の正確な定量化を可能にします。
CAFEアッセイは、 キイロショウジョウバエで摂食を測定するために使用されるいくつかの行動パラダイムの一つであり、研究者が、特定のために最も適切なものを選択する必要があります質問。特定のアッセイを使用するという決定は、次の点を考慮する必要があります提供食品の性質を。摂食状態;吸気口や栄養素の摂取と調査の食料消費や食品への応答の測定。
このレポートに記載されているようCAFEアッセイは、直立の給電条件で液体食料源の食物摂取量を、以下のに最適です。あるいは食物摂取量をバイアル中またはプレート上の着色された食物源のフライグループに対して測定することができます。ハエは通常、殺されたり麻酔給餌後と摂取色素の量は、分析法または染色された腹部の目視検査によって決定されています。ハエは、摂取後わずか30分で摂取された食物を排出し始め、したがって、この方法は、連続的なより長い摂食行動の解析12、13のために使用することは困難です。
これとは対照的にハエがするとき、吸収性色素そのまま保持されています放射性トレーサーでsが使用され、放射性同位体の消費は、シンチレーションカウンター14,15で採点されます。フライ消化器系による放射性標識の吸収は、長期的な食品摂取の測定が可能になりますが、ために非吸収と排泄トレーサー分子の消費量の過小評価につながる可能性があります。 キイロショウジョウバエの食物に対する応答を測定するための別のアプローチは、通常、食物摂取16で発生口先拡張応答(PER)です。このエレガントな方法は、食品の刺激に対する初期応答を測定するが、摂取量を記録しません。食物摂取は、動的に給電17,18の調節に重要である、いくつかの後の消化フィードバック信号を使用して、供給中に調整されます。いくつかの試みがPERアッセイで半自動化データ収集に近年なされています 19、20アップ。 PERは、電気パッドまたは電極の組み合わせによって検出され、コンピュータを介してカウントされます。放射性同位元素の取り込みとPERアッセイを組み合わせることにより、このアッセイは違い18の供給量を検出する低感度によって制限されることを明らかにしました。ハエは、ガラスキャピラリーを用いて手動で供給された手差しアッセイ(MAFE)21は 、最近単固定化されたハエの食物摂取量を測定するために開発されました。 MAFEアッセイは、採餌給電開始の干渉を排除し、秒の時間分解能を有し、PERおよび食物摂取の開始は、アッセイにおいて独立して監視することができます。しかし、摂食行動の特定の側面( 例えば運動、モチベーション)に影響を与えるハエのどの固定化方法はまだ調査する必要があります。 ショウジョウバエ私の中で食物消費を測定するための異なるアッセイの優れた比較レビュー用lanogasterとデシュパンデとマルクスの報告を参照して、最も適切なものを見つけるの研究者を支援します 13、22。
CAFEアッセイは、上述の他のアッセイの欠点の一部を回避し、食物摂取の信頼できる測定を使用するシンプルさを兼ね備えました。ここで、CAFEアッセイの詳細な説明が提供され、我々は、蒸発を減少させるための簡単な設定の変更を示します。 2食品の選択アッセイ(短期・長期)とハエのショ糖の取り込みを含む代表的な結果が示されています。議論では、CAFEアッセイを実行するための別の方法で私たちの説明した方法を比較し、潜在的な限界を強調表示します。
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1. CAFEアッセイ
注:実験バイアル、特定の蓋とマイクロキャピラリ:アッセイは3つのコンポーネントで構成されています。カバー付きプラスチック箱は、準備されたバイアルを輸送するために、より効率的に湿度を制御するために使用されます。
ハエの調製
液体食品の調製
4.アセンブリおよび毛細血管フィーダーアッセイを行います
5.データの収集と分析
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ワット1118の遺伝子型のハエは、アッセイが行われる方法を示すために使用されています。 W 1118変異体は、一般的にトランスジェニック系統を生成し、導入遺伝子の遺伝的背景が白の遺伝子でマーク制御するために使用されます。通常、行動実験のために、すべてのトランスジェニック系統は、実験対照として使用されているのと同じワット1118株、に5世代戻し交配されています。我々は、さまざまな実験を示しています。私たちの修正されたセットアップ、短期的な食品の選択実験、長期的な食物摂取実験、および異なるショ糖の希釈での実験の蒸発損失の比較を。
蒸発は、CAFEアッセイの性能において重要な役割を果たしています。私たちは、蒸発を減少させるために我々のアッセイに追加のアプローチを含めた:i)中央スポンジ栓は、24時間ごとに水を補充されます...
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報告書は、技術的なセットアップと実験室での成功のパフォーマンスに焦点を当て、ステップ・バイ・ステップ方式でCAFEアッセイを説明します。 、その単純さのために、このアッセイはまた、学校の実験として、教育的に使用することができます。例としては、アッセイが短く、より長い期間(数時間から数日)にわたってキイロショウジョウバエにおける食物センシング、好みや消費の調査を可能にすることを示しています。 CAFEアッセイは、食品や薬の消費、中毒、エネルギー恒常性と給電16の神経制御、18、24、25などの科目を調査する分野で広く用いられています。
CAFEアッセイでは、実験的なハエは成功し、このような採餌、センシングおよび歩行のように、食べ物を得るために、いくつかのタスクを実行する必要があります。これらのタスクを実行できな...
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著者らは、開示することは何もありません。
議論をしてくださったショルツ研究室の過去と現在のメンバーと、優れた技術サポートを提供してくださったヘルガ・デーリングに感謝します。特に、ケルン大学のバイオセンターワークショップのメンバーの支援と創造性に感謝します。この作業は、SFB 1340、SysMedAlc、およびDAAD-Siemensによってサポートされています。
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| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| バイアル(育種) | Greiner Bio-One | 960177 | www.greinerbioone.com |
| Vials(CAFEアッセイ) | Greiner Bio-One | 217101 | www.greinerbioone.com |
| Lid-CAFE assay | Workshop | – | – |
| プラスチックの箱、プラスチック | Plastime | 353 www.plastime.it | |
| カバー | ワークショップ | – | – |
| 毛細血管 | BLAUBRAND | 参照 7087 07 | www.brand.de |
| ピペットチップ | Greiner Bio-One | 771290 | www.greinerbioone.com |
| ろ紙サークル | Whatman | 10 311 804 | www.sigmaaldrich.com |
| D(+)-ショ糖 | AppliChem | 57-50-1 | www.applichem.com |
| エタノール 絶対 | VWR 化学薬品 | 20,821,330 | www.vwr.com |
| 食品色 (赤、E124) | Backfun | 10027 | www.backfun.de |
| 食品色 (青, E133) | Backfun | 10030 | www.backfun.de |
| 石鹸液 (CVK 8) | CVH | 103220 | www.cvh.de |
| デジタルノギス | GARANT | 412,616 www.hoffmann-group.com | |
| バイアル (繁殖) | 高さ 9.8 cm、直径 4.8 cm | ||
| バイアル(CAFEアッセイ) | 高さ8cm、直径3.3cm | ||
| Lid-CAFEアッセイ | 大学のワークショップで制作、製図付属 このファイルをダウンロードするには、ここをクリックしてください。 | ||
| プラスチックボックス、低壁 | プラスチックグリッドインレイは、8 x 10バイアルの位置用にカスタムメイドされました | ||
| プラスチックボックス | 寸法(37 x 29 x 18 cm) | ||
| キャピラリーDIN | ISO 7550規格、 IVD-ガイドライン 98/79 EG、端部は磨かれています | ||
| ピペットチップ | 外側の円のピペットは蓋に従ってカットされています | ||
| 濾紙の円は | 直径45mmで、使用したバイアルに折りたたむとうまく機能します | ||
| D(+)-ショ糖 | 有害ではない | ||
| エタノール絶対 | 可燃性の高い液体と蒸気 | ||
| 食品着色料(赤、E124) | 記載なし | ||
| 食品着色料(青、E133) | 記載なし | ||
| 石けん液(CVK 8) | 臭気中性石鹸 | ||
| デジタルノギス | |||
| スタンダードフライフード | (20L用) | ||
| 寒天 | 160g | ||
| ビール酵母 | 299.33g | ||
| コーンミール | 1,200g | ||
| 糖蜜 | 1.6L | ||
| プロピオン酸 | 57.3mL | ||
| ニパギン 30% | 160mL |
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