2016년 4월 23일
우리는 Drosophila melanogaster 채집 경로 길이 분석에 대한 자세한 프로토콜을 제공합니다. 우리는 실험 동물의 준비 및 취급, 분석 수행 및 데이터 분석 방법에 대해 논의합니다.
이 분석의 전반적인 목표는 초파리 유충 행동의 운동 구성 요소를 정량화하는 것입니다. 이 방법은 유충 행동의 개인차에 대한 유전적 및 환경적 기여에 대한 행동 유전학 분야의 주요 질문에 답하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이 기법의 주요 장점은 빠르고 재현성이 있으며 큰 표본 크기를 수집할 수 있다는 것입니다.
일반적으로 이 방법을 처음 접하는 사람들은 분석의 성공 여부가 발달 시기와 실험 동물의 일관되고 신중한 취급에 달려 있기 때문에 어려움을 겪을 수 있습니다. 이 절차를 시연하는 사람은 제 연구실의 대학원생인 Ina Anreiter와 Oscar Vasquez입니다. 6온스의 플라스틱 파리 배양 병의 한쪽 면에 구멍을 뚫어 보관 병을 준비합니다.
다음으로, 주사기를 사용하여 포도 주스 배지의 표면이 뚜껑 가장자리 위에 돔을 만들 때까지 미리 준비된 포도 주스 배지로 페트리 접시 뚜껑을 채웁니다. 포도 접시는 습하고 밀폐된 용기에 넣어 섭씨 4도의 온도에서 최대 2주 동안 보관하십시오. 미리 준비한 플라이 푸드 40ml를 100 x 15mm 페트리 접시에 붓습니다.
지름 10cm의 원형 우물 10개가 있고 유충을 테스트하기 위해 2x5 디자인으로 배열된 검은색 플렉시글라스 플레이트 3개와 효모 페이스트를 플렉시글라스 플레이트에 펴는 데 사용되는 검은색 플렉시글라스 스프레더를 구합니다. 그런 다음 페트리 접시 바닥에서 뚜껑을 분리합니다. 암컷 100-150마리와 수컷 50-75마리를 모으세요.
암컷과 수컷이 표준 플라이 사료와 함께 6온스 파리 배양 병에서 하룻밤 동안 짝짓기를 할 수 있도록 합니다. 파리를 담고 있는 병에 옮기고 마스킹 테이프를 사용하여 병 위에 소량의 신선한 효모 페이스트가 담긴 포도 접시를 고정합니다. 포도 접시가 바닥에 오도록 병을 거꾸로 세워 두어 성인이 포도 접시에 알을 낳을 수 있도록 합니다.
24시간 후에 첫 번째 포도 접시를 버리고 들고 있는 병에 새 포도 접시를 넣습니다. 22시간 후 병에서 포도 접시를 꺼내 60 x 15mm 페트리 접시에 담습니다. 다음으로, 들고 있는 병에 신선한 효모 페이스트가 담긴 새 포도 접시를 놓습니다.
해부 프로브를 사용하여 씨를 뿌린 포도 접시에서 모든 유충을 제거하고 버립니다. 세척된 포도 플레이트를 표준 조건에서 4시간 동안 배양합니다. 4시간 후, 포도 접시에서 균주당 100마리의 L1 또는 첫 번째 인스타 유충을 골라 음식 접시에 놓습니다.
음식에 구멍을뚫지 않고 유충을 묻지 않고 유충을 음식 위에 부드럽게 놓습니다. 한 번에 10마리의 유충 그룹을 선택하여 배치할 수 있습니다. 음식 접시에 유충을 분배하여 붐비는 것을 피하십시오.
실험 동물이 방황을 시작하기 10시간 전, 유충이 번데기 장소를 찾기 위해 먹이를 떠날 때까지 먹이 접시를 부화시킵니다. 유충이 돌아다니기 시작했고 여기에서 볼 수 있듯이 페트리 접시 뚜껑 위에서 움직이고 있다면 동물은 테스트하기에는 너무 늙었고 발달 시간을 재평가해야 합니다. 효모를 1:2 비율로 물에 녹입니다.
완성된 페이스트가 떨어지고 페이스트 표면에 빠르게 녹는 리본이 남는지 확인하십시오. 효모 페이스트의 올바른 일관성을 평가하는 것은 브랜드, 효모 배치 및 환경 간의 변동성으로 인해 정확한 비율을 사용하는 것보다 더 중요합니다. 붓을 사용하여 첫 번째 균주에서 음식 접시에서 유충을 부드럽게 골라냅니다.
페트리 접시에 유충을 모으고 유충을 물로 부드럽게 씻어 모든 음식을 제거합니다. 물 2ml로 유충을 빠르게 씻고 실험실 물티슈로 유충을 부드럽게 두드려 말립니다. 유충을 습한 환경에 보관하되 스트레스를 피하기 위해 물에 담그지 마십시오.
3개의 테스트 플레이트를 나란히 정렬하고 각 테스트 플레이트에 대해 5분 타이머를 설정합니다. 테스트 플레이트 상단에 효모 페이스트를 바르고 스프레더를 사용하여 각 테스트 플레이트에 이스트 페이스트의 얇은 층을 분배하여 모든 웰이 균일한 효모 층을 갖도록 합니다. 각 우물의 중앙에 유충 한 마리를 부드럽게 놓습니다.
각 접시에 첫 번째 유충을 놓은 직후 5분 타이머를 시작하십시오. 그런 다음 나머지 유충을 나머지 우물에 넣으십시오. 각 웰 위에 페트리 접시 뚜껑을 놓습니다.
타이머가 다 떨어지면 플레이트에서 유충을 제거하지 않고 영구 마커를 사용하여 효모에 남아 있는 경로 길이를 추적하기 시작합니다. 유충과 동일한 순서와 속도로 경로 길이를 추적하여 플레이트에 배치했습니다. 마지막으로, 각 균주에 대해 유충 경로 길이 테스트 단계를 반복합니다.
3일 연속 테스트를 통해 수집된 데이터에 따르면 로버가 시터보다 더 멀리 이동하는 등 상당한 변형 효과가 나타났습니다. 변형 효과 외에도 테스트 전 4시간 동안 먹이를 주지 않은 유충은 먹이를 먹은 유충보다 경로 길이가 현저히 낮았습니다. 전반적으로, 두 균주 모두 영양이 낮은 식품에 비해 영양이 높은 식품에서 사육되었을 때 경로 길이가 더 길었습니다.
이 분석이 제대로 수행되면 한 사람이 4시간 내에 최대 500마리의 유충을 쉽게 테스트할 수 있으므로 대규모 표현형 분석에 유용합니다. 방금 보여드린 절차에 따라 성별, 음식 부족 또는 음식 품질과 같은 다른 변수를 테스트하여 이러한 변수가 음식 관련 이동 패턴에 미치는 영향을 보여줄 수 있습니다. 이 비디오를 시청한 후에는 행동의 개인차에 대한 유전적 및 환경적 기여도를 평가하기 위해 초파리 유충 식품 관련 운동을 측정하는 방법을 잘 이해하게 될 것입니다.
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본 논문은 Drosophila melanogaster의 먹이 탐색 경로 길이 분석(foraging path-length assay)을 수행하기 위한 상세 프로토콜을 제시합니다. 주요 내용은 유충의 운동 행동을 정량화하기 위한 준비 과정, 실험 동물의 취급 및 데이터 분석에 중점을 둡니다.
Drosophila melanogaster 유충의 정량적 행동 표현형 분석은 이동 특성에 영향을 미치는 유전적 및 환경적 요인에 대한 고처리량 조사를 가능하게 합니다. 유충 경로 길이 분석법은 초기 단계의 타겟 검증 및 메커니즘적 리스크 감소와 관련된 유전자-환경 상호작용을 분석할 수 있는 확장 가능하고 재현 가능한 플랫폼을 제공합니다. 이러한 접근 방식은 행동 유전학 파이프라인의 예측 신뢰도를 높이며, 리스크가 조정된 포트폴리오 결정에 유용한 정보를 제공합니다.
유충 이동 거리 분석법은 유전적 스크리닝과 전임상 행동 분석을 연결함으로써 초기 발견 및 타겟 검증 워크플로우에 통합됩니다.