2015년 4월 15일
초파리에서 에탄올 민감도와 빠른 내성을 측정하기 위한 간단한 분석은 이러한 중요한 에탄올 관련 행동을 조사하기 위해 이 모델 유기체의 사용을 용이하게 합니다. 여기에서는 파리의 에탄올 감도와 빠른 내성을 측정하기 위한 비교적 간단하고 확장 가능한 분석법이 설명됩니다.
다음 실험의 전반적인 목적은 초파리의 에탄올 진정 민감도를 평가하는 것입니다. 이는 초파리를 바이알에 넣고 에탄올 증기에 노출시켜 수행합니다. 두 번째 단계는 모든 초파리가 진정될 때까지 정해진 시간 간격으로 각 바이알에서 진정된 초파리의 수를 측정하는 것입니다.
다음으로, 시점을 보간합니다. 각 바이알의 초파리 50%가 진정되었을 때, 결과는 에탄올로 초파리를 진정시키는 데 필요한 시간의 지수를 나타냅니다. 오늘 이 절차를 시연할 사람은 제 실험실의 학생인 Simran Sindu입니다. 실험을 시작하려면, 단일 성별의 초파리를 11마리씩 묶어 CO2를 최대 5분 동안 처리하여 신선한 먹이가 담긴 바이알에 수집하고, 환경 제어 공간의 먹이 바이알에서 초파리가 하룻밤 동안 회복되도록 합니다.
순수 100% 에탄올을 정제수에 희석하여 최종 농도가 85%가 되도록 에탄올 용액을 준비합니다. 분석 전 용액을 상온에서 하룻밤 동안 방치하여 온도를 맞춥니다. 테스트 바이알로 사용할 깨끗하고 비어 있는 식품용 바이알을 준비합니다. 테스트할 초파리 바이알마다 새 셀룰로오스 아세테이트 플러그, 실리콘 마개 및 1 mL의 에탄올 용액을 준비하고, 실내 온도를 20~25 °C, 상대 습도를 55~65%로 조절합니다. 다른 작업자를 지정하여 각 바이알 그룹에 고유 코드를 부여하고, 추후 확인을 위해 해당 코드를 기록합니다. 코드가 부여된 초파리 바이알을 테스트 룸에 두고 몇 분 동안 적응시킵니다. 그다음, 초파리 바이알의 코드와 일치하도록 빈 테스트 바이알에 라벨을 붙입니다.
스프레드시트의 열 하나당 바이알 하나가 배정되도록 코드를 입력하여 하드카피 테스트 기록지를 작성하십시오. 테스트 기록지를 가이드로 삼아, 초파리가 들어 있는 코딩된 먹이 바이알과 빈 테스트 바이알을 테스트실 내에 일치하는 배열로 배치한 후, 먹이 바이알에서 테스트 바이알로 초파리를 한 마리씩 매칭된 라벨이 붙은 테스트 바이알로 옮기십시오.
그런 다음 즉시 테스트 바이알에 셀룰로오스 아세테이트 플러그를 삽입하여, 플러그가 바이알 상단에서 2 cm 아래에 위치하도록 합니다. 시간 0 시점의 평가를 위해, 엄지와 검지로 각 바이알을 개별적으로 잡습니다.
바이알 바닥으로 초파리들이 떨어지도록 테이블을 가볍게 세 번 두드립니다. 30초 동안 기다린 후, 움직이지 않거나 죽은 초파리의 수를 셉니다. 각 시간대별로 바이알당 움직이지 않거나 죽은 초파리의 수를 기록합니다.
하드카피 테스트 로그의 0분 시점입니다. 타이머를 0초에 시작하고 즉시 셀룰로오스 아세테이트에 에탄올 1 mL를 첨가하십시오. 순서대로 첫 4개의 바이알 세트에 대해 5초 간격으로 원을 그리며 섞어줍니다.
세트 내 4개의 모든 테스트 바이알에 에탄올이 첨가되면 테스트를 진행합니다. 1분, 2분, 3분, 4분 및 5분 간격으로 각 바이알에 실리콘 플러그를 삽입하여 밀봉하십시오. 두 번째, 세 번째, 네 번째, 다섯 번째 및 여섯 번째의 4개 바이알 세트에 각각 1 mL의 에탄올을 첨가하십시오.
6분 시점에 네 개씩 묶인 각 바이알 LS에 에탄올을 추가한 후 계속해서 실리콘 마개를 삽입하십시오. 첫 번째 바이알 네 개 세트를 테스트하려면 각 바이알을 엄지와 검지로 잡고 테이블 위에 세 번 가볍게 두드려 파리들이 바이알 바닥으로 떨어지게 하십시오. 30초 동안 기다린 후, 마취된 파리의 총 마리 수를 세어 기록하십시오.
초파리가 1) 바이알 바닥에 서 있으나 걷지 않거나, 2) 날개 짓 여부와 관계없이 등으로 누워 있는 경우, 진정된 상태로 판정합니다. 정해진 시간인 7, 8, 9, 10, 11분에 맞춰 세트 내의 각 바이알을 5초 간격으로 처리하십시오.
12분 시점에 첫 번째 세트와 동일하게 수행한 방식으로 두 번째, 세 번째, 네 번째, 다섯 번째, 여섯 번째 바이알 세트를 각각 테스트합니다. 다시 첫 번째 4개 바이알 세트를 테스트하고, 이어서 13, 14, 15, 16, 17분 시점에 두 번째, 세 번째, 네 번째, 다섯 번째, 여섯 번째 바이알 세트를 각각 계속해서 테스트합니다. 초파리들이 모두 마취될 때까지 테스트를 계속합니다.
하드카피 테스트에서 각 바이알에 들어 있는 파리의 총 마릿수를 입력하십시오. 0시점에 센서가 감지한 부동 상태이거나 죽은 파리의 수를 총 파리 수에서 기록하십시오. 에탄올 진정 분석의 로우 데이터는 시간에 따른 활성 파리의 백분율로 변환되었습니다.
기본 데이터로부터 에탄올 진정 민감도를 진정 시간 50 또는 ST 50으로 정량화하였습니다. 이는 파리의 50%가 진정되는 데 필요한 시간 또는 곡선 아래 면적인 AUC입니다. 이 분석법은 신경계 내 calnexin 14 D에 대한 RNAi의 효과를 검출하며, 이는 대조군에 비해 에탄올 민감도를 둔화시켰습니다. scab 및 rouser의 돌연변이는 에탄올 진정 민감도를 향상시켰으며, happy hour의 돌연변이는 대조군과 비교하여 에탄올 진정 민감도를 둔화시켰습니다. 숙달 후 확인되었습니다.
이 기술은 적절하게 수행될 경우 1시간 30분 이내에 완료할 수 있습니다.
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본 논문은 Drosophila의 에탄올 민감도 및 빠른 내성을 측정하기 위한 간단한 분석법을 설명합니다. 이 방법은 이 모델 생물체에서 에탄올 관련 행동을 연구하는 데 유용합니다.
본 분석법은 초파리(Drosophila)의 에탄올 민감도와 급성 내성에 대한 확장 가능하고 저렴한 행동 분석 결과를 제공하여, 알코올 사용 장애 연구의 타겟 검증 위험을 낮추기 위한 고효율 유전적 스크리닝을 가능하게 합니다. 진정 반응 역학을 정량화함으로써 유전적 히트(genetic hits)의 기전적 위험 분석을 지원하고 초기 발견 파이프라인의 예측 신뢰도를 향상시킵니다. 이 방법의 단순성과 재현성은 유전학, 신경과학 및 중개 연구 팀 간의 기능적 조율을 용이하게 합니다.
본 분석법은 표적 가설 검증부터 리드 화합물 도출에 이르는 발견 과정의 연속체 내에 적합하며, 신경약리학에서 유전적 발견과 기능적 결과 사이를 연결하는 행동학적 검증을 제공합니다.