2015年11月5日
遺伝子と環境がショウジョウバエの社会空間に及ぼす影響は、強力でありながら直接的な分析パラダイムを通じて定量化することができます。 ここでは、この社会的空間に影響を与える可能性のあるさまざまな要因を示しているため、このパラダイムで実験を設計する際には考慮する必要があります。
この手順の全体的な目標は、ハエの社会的行動の1つの側面、つまりハエの好ましい社会的距離を定量化することです。これは、最初にソーシャルスペースチャンバーを組み立てることによって達成されます。一方、ハエのグループは、そこで新しいバイアルに移されることによって、環境制御されたアッセイルームに慣れます。
2時間後、ハエの群れはソーシャルスペースチャンバーに移されます。それらを軽くたたいてから、クランプスタンドで垂直に配置します。ハエが落ち着くと、その位置が文書化され、ソフトウェアによって撮影されたこのハエ間の距離が計算されます。
最終的に、ソーシャルスペースアッセイは、社会的行動の一形態を定量化し、この行動の影響力のある環境要因と神経遺伝学を研究するために使用できます。この手法は、コンピュータ支援ビデオトラッキングなどの既存の方法に比べて社会的行動を定量化する主な利点は、洗練されたツールや方法を必要とせず、時間やトレーニングに多額の投資をする必要がないことです。この方法は、社会的行動分野の重要な質問に答えるのに役立ちます。
この手法を診断ツールとして用い、ヒトの自閉症スペクトラム障害の候補遺伝子など、社会行動に関与すると考えられる自己遺伝子の役割を研究しています。私が最初にこの方法のアイデアを思いついたのは、UCLAで、私たちのストックルームではバイアルの中のハエがランダムな分布を持たず、それらの間に裂けた間隔を持つ凝集体を形成していることに気付いたときでした。この手順では、手袋を着用した状態で開始するソーシャルスペースチャンバーの組み立てについて説明します。
正方形のペインに三角形のスペーサーを配置し、角を1つの場所に揃えてから、2番目の三角形のスペーサーを配置して最初のスペーサーをミラーリングします。次に、2つの小さな長方形のスペーサーを、覆われていない2つのエッジに沿って正方形のペインの上に置くと、4つのスペーサーが三角形のアリーナを形成します。次に、スペーサーを別の正方形のペインで挟み、4つのクリップを使用してアセンブリを固定します。
三角形のスペーサーの角から始まる4つの角にクリップを配置して、適切に組み立てられるようにします。チャンバーを垂直に向け、下端をベンチに置きます。室温はまた、ハエの飼育温度と同じであるべきであり、この実験で使用される同様の湿度のハエは、実験の1日または2日前に標準条件下でボトルに収容されるべきであり、冷麻酔下でハエを収集し、性別を決定する必要があります。
40の実験集団が新しいハエのバイアルに飛び込みます。その後、実験の2時間前に、ハエを新しいバイアルに移し、2時間後にアリーナがロードされるベンチに置きます。実験を開始します。
最も近いクリップを取り外し、長方形のスペーサーをスライドさせて、スペーサー間に1センチの隙間を作ります。チャンバーの左上隅を使用して、ラベルでテストされるハエコホートを識別できます。ただし、テストアリーナのどの側面もカバーしないでください。
次に、コホートを新しい空のバイアルに移し、バイアルからハエを吸引します。次に、吸引器の先端を隙間に差し込み、均一な力で優しく息を吐きます。ハエはすべてアリーナに排出されるべきです。
すぐに長方形のスペーサーをスライドさせて元の位置に戻し、クリップを元に戻します。3回パウンドして、すべてのハエをアリーナの底にノックします。タイマーを開始し、アリーナを制御された部屋に連れて行きます。
アリーナをフラスコに垂直に取り付けます。制御されたチャンバーをチャンバーの端に沿ってクランプしますが、アリーナの上ではなく。ハエの後に定規または既知の長さのステッカーを貼り付けます。
約30分で落ち着きます。写真は、定規が見えるアリーナ全体を文書化します。以上でトライアルは終了です。
条件ごとに 3 回の反復を実行する必要があります。アリーナを降ろすには、アリーナを冷凍庫に5〜10分間置き、冷凍されたハエをハエの死体安置所組織に捨てます。画像 J で、分析に必要なすべての写真を開きます。
ルーラーを使用して、[分析] タブのセンチメートル記号からスケールを作成します。[設定]、[スケール] の順に選択し、画面の指示に従います。ただし、スケールを適用する前に、必ずグローバル オプションを選択してください。
切り抜き機能を使用して、アリーナスペースのみが含まれるように画像を調整します。次に、タイプオプションを選択し、8ビットを選択して画像を白黒でレンダリングします。次に、画像タブの調整オプションの下にあるしきい値機能を使用して、バックグラウンドノイズを除去します。
各ハエの本体が背景にマークを作成せずにはっきりと見えるまで、スライダーをドラッグします。フライマーク以外のマークを削除するには、長方形ツールでマークをキャプチャして削除します。次に、[分析]タブで測定ツールを構成します。
使用可能なオプションから領域の中心 Centro を選択し、ラベルを表示します。次に、[分析]タブの下にある[粒子の分析]機能を選択します。これにより、すべてのハエの嘘の番号付きリストが作成されます。
番号付きリストを元の写真と比較して、このツールが正確に機能していることを確認します。次に、リストを選択します。次に、[プラグイン]タブの下に移動し、[マクロ]オプションを選択します。
続いて、最近傍リストの距離と呼ばれるマクロを選択します。これらの値をスプレッドシートまたは統計パッケージで、説明されているプロトコルを使用して分析します。最近確立された野生型系統のエルウッドは、近交系の実験室系統、カントンSサムと比較され、ハエ系統間で臓器の社会的間隔が異なり、行動の遺伝的要素を示唆しています。
私がこの手順を探求している間、実験前および実験全体を通して制御された環境条件を維持することを忘れないことが重要です。ただし、一度オリエンテーションを達成すると、アリーナのサイズと形状は重要ではなく、開発後にそれらを一定に保つ限り、動作に影響を与えません。この技術は、行動神経科学の分野の研究者が、環境要因が社会空間に及ぼす影響を調査する道を開きました。
ジョセフ・ラ・メラノガスターでは、このビデオを見た後、ハエの準備からソーシャルスペースアリーナのセットアップと使用、および画像分析まで、ソーシャルスペースアッセイの実施方法を十分に理解しているはずです。
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この研究では、社会的空間チャンバーを用いてショウジョウバエの好まれる社会的距離を定量化します。社会的空間に影響を与える様々な要因について議論し、実験設計に重要な点を挙げています。
Quantifying social interaction phenotypes in model organisms enables early-stage target validation for neuropsychiatric disorders. The Drosophila social space assay provides a scalable, low-cost readout for genetic and environmental screening, supporting mechanistic de-risking in discovery pipelines. This approach enhances predictive confidence when evaluating therapeutic hypotheses related to social behavior pathways.
The assay fits within early discovery workflows, bridging target hypothesis testing to lead identification through quantifiable behavioral phenotyping.