2016年4月23日
私たちは、Drosophila melanogasterの採餌経路長アッセイのための詳細なプロトコルを提供します。試験動物の調製と取り扱い、アッセイの実施方法とデータの分析方法について説明します。
このアッセイの全体的な目標は、ショウジョウバエの幼虫の行動の運動成分を定量化することです。この方法は、幼虫の行動の個人差に対する遺伝的および環境的寄与に関する行動遺伝学分野の重要な質問に答えるのに役立ちます。この手法の主な利点は、高速で再現性があり、大きなサンプルサイズの収集が可能であることです。
一般に、この方法に不慣れな人は、アッセイの成功が発生のタイミングと試験動物の一貫した慎重な取り扱いに依存するため、苦労するかもしれません。この手順を実演するのは、私の研究室の大学院生であるIna AnreiterとOscar Vasquezです。6オンスのプラスチック製のフライ培養ボトルの片側に穴を開けて、保持ボトルを準備します。
次に、シリンジを使用して、ペトリ皿の蓋に事前に準備したブドウジュース培地を充填し、ブドウジュース培地の表面が蓋の縁の上にドームを作るまで満たします。ブドウのプレートは、摂氏4度の湿気の多い密閉容器に最大2週間保管します。40ミリリットルの事前に準備したフライフードを100 x 15ミリメートルのペトリ皿に注ぎます。
直径10センチメートルの円形ウェルが10個あり、幼虫をテストするために2×5のデザインに配置された3つの黒いプレキシガラスプレートと、酵母ペーストをプレキシガラスプレートに広げるために使用される黒いプレキシガラススプレッダーを入手します。次に、蓋をペトリ皿の底から分離します。100〜150人の女性と50〜75人の男性を集めます。
雌と雄が標準的なフライフードと一緒に6オンスのフライカルチャーボトルで一晩交尾できるようにします。ハエをホールディングボトルに移し、マスキングテープを使用して、ボトルの上部に少量の新鮮な酵母ペーストでブドウプレートを固定します。ブドウプレートを底にしてボトルを逆さまに立たせて、大人がブドウプレートに卵を産むことができるようにします。
24時間後に最初のグレーププレートを廃棄し、新しいグレーププレートを保持ボトルに入れます。22時間後、ブドウプレートをボトルから取り出し、60 x 15ミリメートルのシャーレに入れます。次に、保持ボトルに新鮮なイーストペーストを添えた新しいグレーププレートを置きます。
解剖プローブを使用して、播種されたブドウプレートからすべての幼虫を取り除き、廃棄します。透明化したグレーププレートを標準条件で4時間インキュベートします。4時間後、ブドウプレートから株ごとに100匹のL1または最初の幼虫を選び、フードプレートに置きます。
幼虫を餌の上に優しく置き、餌に穴を開けたり、幼虫を埋めたりせずに置きます。一度に10匹の幼虫のグループを選んで配置することができます。幼虫をフードプレート全体に分散させることで、混雑を避けてください。
試験動物が放浪開始の10時間前になるまで、幼虫が蛹化場所を求めて食物を離れるまで、食物皿を孵化させます。幼虫がさまよい始め、ここで見ることができるように、ペトリ皿の蓋の上を動いている場合、動物はテストするには年を取りすぎており、成長時間を再評価する必要があります。酵母を1対2の割合で水に溶かします。
完成したペーストが滴り落ち、ペーストの表面にリボンが残り、すぐに溶けてしまうことを確認してください。酵母ペーストの適切な一貫性を評価することは、ブランド、酵母のバッチ、および環境間の変動性のために、正確な比率を使用するよりも重要です。絵筆で、最初の株からフードプレートから幼虫をそっと摘み取ります。
幼虫をペトリ皿に集め、幼虫を水で優しく洗ってすべての食物を取り除きます。幼虫を2ミリリットルの水ですばやく洗い、実験室のワイプで幼虫を軽くたたいて乾かします。幼虫を湿気の多い環境に保管しますが、ストレスを避けるために水に浸さないでください。
3つのテストプレートを並べて配置し、各テストプレートに5分間のタイマーを設定します。テストプレートの上部に酵母ペーストを塗布し、スプレッダーを使用して各テストプレートに酵母ペーストの薄い層を分散させ、すべてのウェルに酵母の均一な層があるようにします。各ウェルの中央に1匹の幼虫をそっと置きます。
各プレートに最初の幼虫を置いた直後に5分間タイマーを開始します。次に、残りの幼虫を残りの井戸に入れます。各ウェルの上にペトリ皿の蓋を置きます。
タイマーが切れたら、プレートから幼虫を取り除かずに、油性マーカーを使用して酵母に残された経路の長さのトレースを開始します。幼虫がプレートに配置されたのと同じ順序と速度で経路長をトレースします。最後に、各系統について幼虫の経路長テスト手順を繰り返します。
3日間連続の試験で収集されたデータから、ローバーはシッターよりも遠くまで移動するという、大きなひずみ効果が明らかになりました。ひずみ効果に加えて、試験前に4時間食物を奪われた幼虫は、給餌された幼虫よりも経路長が有意に短かった。全体として、両方の系統が高栄養食品で飼育された場合、低栄養食品と比較して経路長が長くなりました。
適切に実施すれば、このアッセイは1人で最大500匹の幼虫を4時間で簡単に検査できるため、大規模な表現型解析に価値があります。先ほど示した手順に従って、性別、食物欠乏、食物品質などの他の変数をテストして、これらの変数が食物関連の運動パターンに及ぼす影響を示すことができます。このビデオを見た後、行動の個人差に対する遺伝的および環境的寄与を評価するために、ショウジョウバエの幼虫の食物関連の移動を測定する方法を十分に理解しているはずです。
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本記事では、Drosophila melanogasterの採餌経路長アッセイを実施するための詳細なプロトコルを提示します。ここでは、幼虫の移動行動を定量化するための準備、試験動物の取り扱い、およびデータ解析に焦点を当てます。
Drosophila melanogaster幼虫における定量的行動フェノタイピングにより、運動特性に影響を与える遺伝的および環境的要因の高スループットな解析が可能になります。幼虫の走行距離アッセイは、初期段階のターゲット検証およびメカニズムのリスク低減に関連する遺伝子-環境相互作用を分析するための、拡張性と再現性の高いプラットフォームを提供します。このアプローチは、行動遺伝学のパイプラインにおける予測の信頼性を向上させ、リスク調整後のポートフォリオ決定に寄与します。
幼虫の走行距離アッセイは、遺伝的スクリーニングと前臨床的な行動解析を橋渡しし、初期の探索およびターゲットバリデーションのワークフローに統合されます。