2015년 12월 30일
과일 동안 행동 패턴은 역학 싸움, 관찰 및 관련 학습과 기억은 실험 조건에 의해 영향을 받는다, 싸움을 비행. 여기에 제시된 프로토콜은 전체 실험 기간 동안 파리의 처리를 제거하는 새로운 절차를 설명합니다. 이 싸움 역학을 개선하고 강력한 "패자"효과의 형성을 할 수 있습니다.
이 방법의 전반적인 목표는 행동 절차에서 파리 핸들링 과정을 제거함으로써 초파리(Drosophila melanogaster)에게 패배자 효과와 승리자 효과의 형성을 도입하는 것입니다. 실험실 환경에서 수행되는 대부분의 동물 행동 연구에는 동물을 핸들링하는 과정이 포함됩니다. 동물 핸들링은 결과적으로 동물에게 스트레스를 유발하며, 이러한 스트레스는 수행하려는 행동 연구를 방해할 수 있으므로 스트레스성 동물 핸들링을 제거하고자 합니다.
본 연구진은 초파리의 공격성 연구를 위해 실험 전, 중, 후에 동물을 전혀 핸들링할 필요가 없는 새로운 챔버를 개발하였습니다. 이 새로운 챔버를 사용함으로써 측정된 모든 행동 파라미터가 개선된 것으로 나타났습니다. 이 방법을 통해 개체 간의 행동 변동성을 최소화할 수 있습니다.
우리는 명확한 우열 관계를 형성하는 데 필요한 시간을 단축했으며, 강한 패배자 및 승리자 심리를 유도할 수 있었습니다. 이 챔버들은 사용이 간편하며 다양한 초파리 행동을 연구하는 다목적으로 활용될 수 있습니다. 실험을 시작하려면, 25°C의 온도와 50% 상대 습도가 유지되는 12시간 광-암 주기 인큐베이터에서 초파리 계통을 사육 및 유지하십시오.
다음으로, 신선한 파리 먹이를 녹을 때까지 가열하여 분리용 바이알을 준비합니다. 파스퇴르 피펫을 사용하여 녹은 파리 먹이 약 1.5 milliliters를 빈 유리 시험관에 각각 옮기고, 세밀한 붓을 사용하여 먹이가 굳도록 합니다. 스톡 바이알에서 후기 단계의 수컷 번데기를 조심스럽게 꺼내어 갓 준비한 먹이가 들어 있는 시험관의 측면에 배치합니다.
분리 바이알을 솜으로 막고 배양기에 보관합니다. 분리가 완료되면 초파리를 도색할 준비가 된 것입니다. 이산화탄소로 초파리를 마취한 다음, 가는 이쑤시개를 사용하여 도색합니다.
흉부에 아크릴 물감을 소량 점찍듯 바르되, 머리, 날개, 복부 또는 다리에는 묻지 않도록 주의합니다. 물감을 약 10초 동안 말린 후 파리들을 원래의 격리 바이알로 조심스럽게 옮깁니다. 격리 바이알을 다시 인큐베이터에 넣습니다.
신선한 초파리 먹이를 녹을 때까지 가열하여 장비 준비를 계속합니다. 후방 피펫을 사용하여 0.8 milliliters의 먹이를 스크류 캡 바이알의 뚜껑에 옮기고, 먹이가 식을 때까지 기다립니다. 먹이가 식으면
신선한 효모 페이스트 한 방울을 먹이 컵 표면 중앙에 바릅니다. 매회 사용 전, 장치와 개별 투쟁 챔버를 물로 세척하고 페이퍼 타월로 건조합니다. 그다음, 먹이 컵에 퍼티 한 방울을 바르고 각 투쟁 챔버의 중앙에 배치합니다.
장치 덮개로 투쟁 챔버를 덮습니다. 덮개가 씌워진 장치를 광원 아래에 배치하고 구조물 상단에 비디오 카메라를 설치합니다. 각 투쟁 챔버에 플라스틱 구분판을 삽입하여 행동 실험을 시작합니다.
분리 튜브에서 솜 마개를 제거하고 튜브를 장치 측면의 개방된 구멍 아래에 배치합니다. 음압을 통해 초파리가 전투 챔버로 들어가게 합니다. 그 후 슬라이딩 벽을 닫습니다. 초파리가 챔버에 들어갔다면, 동일한 절차를 반복하여 장치의 반대편에 있는 전투 챔버로 두 번째 초파리를 투입합니다.
다음으로, 장치를 조명이 비치는 비디오 녹화 위치로 다시 옮깁니다. 비디오 녹화를 시작하고 플라스틱 구분벽을 제거하여 패배자 효과(loser effect) 실험을 위해 초파리들이 상호작용할 수 있도록 합니다. 강한 우세 관계가 형성되도록 첫 번째 싸움을 20분 동안 기록합니다.
20분 후, 플라스틱 구분판을 투쟁 챔버에 조심스럽게 다시 넣어 초파리들을 분리하고 비디오 녹화를 중단합니다. 강한 패배 심리를 유도하려면, 첫 번째 투쟁 동안 초파리들이 우열 관계를 형성하고 유지하도록 해야 하며, 구분판을 삽입하여 초파리들을 분리할 때 동물의 방해를 최소화하십시오. 10분간의 휴식 시간을 가진 후, 녹화를 시작하고 플라스틱 구분판을 조심스럽게 제거합니다.
초파리들이 20분 동안 더 상호작용하도록 둡니다. 20분 후에 녹화를 중단하여 실험을 종료합니다. 첫 번째 싸움을 관찰하기 위해 새로운 방법을 사용하기 전에 설명한 절차를 역순으로 수행하여 음의 지오 축(negative geo axis) 방향으로 초파리들을 행동 챔버에서 제거합니다.
평균적으로 첫 만남은 2분 후에 관찰됩니다. 첫 번째 돌진은 4분 후에 발생하며, 파리는 8분 후에 우점 관계를 형성합니다. 나머지 12분 동안 우점 관계가 강화됩니다.
승자는 점점 더 많이 돌진하고 패자는 점점 더 많이 후퇴합니다. 이 새로운 접근 방식은 패자 효과, 즉 두 번째 싸움 동안 패배한 패자의 비율을 정량화하는 데 사용되었습니다. 이전의 패자가 두 번째 싸움을 위해 익숙한 승자 또는 익숙하지 않은 승자와 짝지어졌을 때 유의미한 효과가 관찰되었습니다.
이 절차를 수행할 때, 사회적 격리 상태에서 사육된 6~7일령의 수컷 초파리를 사용하여 공격성 분석을 수행하는 것이 중요합니다. 일단 숙달되면, 이 챔버들을 통해 초파리를 전혀 손으로 다루지 않고도 쉽게 투입하고, 모니터링하며, 상호작용시키고, 분리할 수 있으며, 이는 강한 패배자 효과(loser effect)를 유도합니다. 첫 번째 싸움 이후 초파리를 분리하기 위해 칸막이를 사용하면 실험 프로토콜에 변화를 줄 수 있습니다.
승리한 개체들을 유지하고 두 번째 싸움에서 다른 상대와 짝지어 승자 효과를 유도할 수 있습니다. 약간의 조정을 통해 동일한 챔버를 사용하여 초파리의 구애 행동, 이동 능력 및 기타 사회적 행동을 연구할 수 있습니다. 이 영상을 시청한 후에는 공격성 분석법을 수행하는 방법과 실험 전후에 파리를 조작하지 않고 패배자 효과를 유도하는 방법에 대해 충분히 이해하게 될 것입니다.
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본 연구는 핸들링 과정을 제거하여 스트레스를 줄이고 행동 결과를 개선함으로써 초파리의 공격성을 연구하는 새로운 방법을 소개합니다. 새로운 챔버 설계는 Drosophila melanogaster의 승자와 패자 효과 측정의 신뢰도를 높여줍니다.
이 방법은 행동 신경과학의 주요 과제인 동물 핸들링으로 인해 발생하는 실험적 혼란 변수를 최소화하는 문제를 다룹니다. 수동 개입을 제거함으로써, 패배자 및 승자 효과와 같은 경험 의존적 행동 변화를 연구하는 데 있어 데이터의 신뢰성을 높입니다. 이는 행동 분석 결과가 기전적 가설의 근거가 되는 신경행동학적 발견 파이프라인에서 더욱 정확한 타겟 검증을 가능하게 합니다.
이 방법은 신경 회로 기능 및 행동 조절에 영향을 미치는 타겟을 검증하기 위해 행동 표현형이 사용되는 초기 발굴 워크플로우에 적합합니다. 이를 통해 기전 연구나 치료적 중재 연구로 진행하기 전, 일관된 표현형 분석이 가능해집니다.