환경에서 신호의 결합 효과에 미치는 영향을 시험하는 방법 Drosophila melanogaster
July 17th, 2017
우리는 초파리 Drosophila melanogaster 에서 짝짓기 행동에 영향을 미치는 환경 및 유전 신호를 분석하는 분석법을 시연합니다.
이 행동 분석의 전반적인 목표는 구애 및 짝짓기와 같은 생식 행동에 대한 환경 대기열의 영향을 정량화하는 것입니다. 이 방법은 행동 생물학 및 유럽 유전학 분야의 주요 질문에 답하는 데 도움이 될 수 있습니다. 예를 들어, 생식 행동에 대한 유전적 및 환경적 요인의 추론과 그러한 행동을 조절하는 메커니즘.
이 기술은 재생에 영향을 미치는 광범위한 환경 대기열을 테스트할 때 속도와 유연성을 제공합니다. 그리고 그것은 매우 많은 수의 반복으로 이루어집니다. 이 절차를 시연하는 사람은 제 연구실의 대학원생인 Jenke Gorter입니다.
1리터의 풍부한 플라이 배지를 준비하여 실험을 시작합니다. 마그네틱 교반 막대가 있는 2리터 유리 비커에 수돗물 1리터를 붓습니다. 그리고 비커를 마그네틱 핫 플레이트에 올려 놓습니다.
교반을 끄고 끓는 온도에 도달할 때까지 열을 섭씨 300도까지 돌립니다. 500rpm으로 교반을 켜고 끓는 물에 재료를 넣으십시오. 효모가 격렬하게 거품을 낼 때까지 기다립니다.
그런 다음 열판 온도를 섭씨 120도로 낮추십시오. 10분 후 핫플레이트를 섭씨 30도로 돌립니다. 그리고 섭씨 48도까지 식을 때까지 혼합물을 저어줍니다.
온도계를 음식에 직접 삽입하여 온도를 모니터링하십시오. Tegosept 2g을 96% 에탄올 10ml에 녹입니다. 혼합물과 1 몰 프로피온산 5 밀리리터를 비커에 결합하십시오.
3분 동안 저어줍니다. 분젠 버너에서 바늘을 빨갛게 가열합니다. 그리고 3.5cm x 1.0cm 플라스틱 페트리 접시의 위쪽에 직경 0.3cm의 구멍을 뚫습니다.
냄새가 나는 화합물이 있는 식품 매체를 준비할 때 실험 접시의 1/2에 대해 원하는 화합물 30마이크로리터를 먼저 피펫으로 접시에 넣습니다. 비교를 위해 접시의 나머지 1/2을 비워 두십시오. 5 밀리리터의 혈청 학적 피펫을 사용하여 3 밀리리터의 식품 배지를 붓고 접시 바닥을 덮습니다.
오염을 방지하기 위해 무명천으로 덮고 매체가 실온에서 1시간 동안 응고되도록 합니다. 다음으로 접시에 뚜껑을 덮고 양쪽 뚜껑을 테이프로 닫습니다. 파라핀 필름 조각을 2cm 두께의 영점 롤로 굴려 접시의 구멍을 덮을 작은 파라핀 필름 플러그를 준비합니다.
그런 다음 영점 5cm 세그먼트로 자릅니다. 격막에 두 개의 작은 구멍을 잘라 미늘이 있는 격벽 피팅에 꼭 맞습니다. 열린 4 점 5 센티미터 병 뚜껑에 영점 3 2 센티미터 두께의 실콘 격막을 장착합니다.
작은 PVC 튜브를 병에서 나오는 두 배출구와 병으로 들어가는 흡입구 중 하나에만 부착합니다. 다음으로, 작은 튜브를 사용하여 각 YPD 배양 병의 배출구에 유리관을 부착합니다. 튜브에 유리 섬유를 채웁니다.
그리고 사용하기 전에 오토클레이브하십시오. 장착된 캡과 튜브를 알루미늄 호일로 감쌉니다. 그리고 섭씨 120도, 바 압력 1개에서 25분 동안 오토클레이브합니다.
멸균 100마이크로리터 피펫 팁을 YPD 한천 플레이트의 효모 콜로니 중 하나에 담그고 오토클레이브 YPD 액체 매체 병에 떨어뜨립니다. 이 효모와 점안된 YPD 액체 매체 병과 효모가 없는 YPD 매체 조절 병에 뚜껑을 씌우고 배출구 내에 오토클레이브 캡을 장착합니다. YPD 매체가 미생물로 오염되는 것을 방지하려면 작은 튜브를 제로 포인트 4 5 마이크로미터 멸균 주사기 필터에 부착하고 벌크헤드 튜브 커넥터를 필터 쪽으로 플라스틱으로 밀어 넣습니다.
그리고 필터를 떠나는 플라스틱 격벽 커넥터의 나사. 그런 다음 튜브를 YPD 배양 병의 입구에 부착합니다. 병을 별도의 마그네틱 플레이트에 놓습니다.
그리고 실험을 시작하기 전에 24시간 동안 실온에서 100rpm으로 용액을 교반합니다. 두 병의 입구를 압축 공기에 연결된 튜브에 연결합니다. 실험에 방해가 되지 않도록 실험용 효모 병의 배출구를 실험실에서 효모 냄새를 배출하는 튜브에 연결해야 합니다.
유리관의 배출구 쪽에 PVC 튜브를 부착하고 이를 실험 상자의 아래쪽 구멍 쪽으로 유도합니다. 외경이 영점 5cm 이상인 T-스플리터와 작은 PVC 튜브의 짧은 조각을 사용하여 양쪽에 있는 두 개의 배출구 각각에 두 개의 혈청학 피펫을 부착합니다. 강철 상자 안의 카메라 아래 흰 종이 시트에 피펫을 평평하게 테이프로 붙입니다.
입 피펫을 사용하여 실험용 암컷 한 명을 ZT six의 작은 페트리 접시에 넣습니다. 그리고 파리가 한 시간 동안 짝짓기 경기장에 적응할 때까지 기다립니다. 1시간 후, ZT 7에서 야생형 수컷을 페트리 접시로 옮깁니다.
그리고 24시간 동안 모니터링 시작을 클릭합니다. 공기 펌프 실험의 경우 피펫 배출구가 짝짓기 경기장의 입구 구멍에 연결되는 방식으로 접시를 놓습니다. 커플의 짝짓기 행동을 분석하려면 이미지 보기 소프트웨어에서 모든 사진 열기를 선택하십시오.
그리고 그것들을 시간순으로 넘기십시오. 날짜, 실험 번호, 요리 번호 및 시작 시간을 같은 행 내의 스프레드시트에 기록합니다. 각 경기장의 시작 시간은 웹캠 카메라 아래에 배치된 순간부터 가져옵니다.
사진에서 타임스탬프를 기록합니다. 같은 행의 각 교미 시작 시간을 스프레드 시트에 표시합니다. 짝짓기를 사건으로 간주하면, 수컷이 암컷을 태우고 커플이 적어도 5 개의 연속적인 프레임 동안 적당히 움직이고 같은 자세를 유지합니다.
식품 배지로 분리된 효모 공기를 분석한 결과, 짝짓기 커플은 식품 배지에 효모가 없을 때 효모 냄새에 반응하지 않는 것으로 나타났습니다. 그러나 그들은 효모가 식품 매체에 추가될 때 효모 공기에서 짝짓기 빈도를 증가시킵니다. 여성의 수용성은 아세트산의 존재에 따라 증가합니다.
그러나 펩톤이 배지에 존재할 때만 파리가 짝짓기 빈도를 늘리기 위해 아미노산과 아세트산을 동시에 감지해야 함을 보여줍니다. 이 기술을 완전히 익히면 6시간 안에 설정할 수 있습니다. 그리고 행동 분석은 제대로 수행된다면 5시간 안에 수행할 수 있습니다.
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개요
이 연구는 환경 신호가 Drosophila melanogaster의 생식 행동에 미치는 영향을 정량화하기 위해 설계된 행동 분석법을 제시합니다. 이 방법은 짝짓기 행동에 영향을 미치는 유전적 및 환경 요인의 상호 작용을 규명하는 것을 목표로 합니다.
주요 연구 요소
과학 분야
- 행동 생물학
- 신경 유전학
배경
- 짝짓기 행동을 이해하는 것은 행동 생물학에서 매우 중요합니다.
- 환경 및 유전 요인은 생식 행동에 중요한 역할을 합니다.
- 이전 연구들은 초파리 행동의 다양한 측면에 초점을 맞추었습니다.
- 이 분석법은 이러한 영향을 조사하는 새로운 접근법을 제공합니다.
연구 목적
- 환경 신호가 구애 및 짝짓기에 미치는 영향을 정량화하기 위함입니다.
- 생식 행동에 영향을 미치는 유전적 및 환경 상호 작용을 탐구하기 위함입니다.
- 다양한 환경 조건을 테스트하기 위한 유연한 방법을 개발하기 위함입니다.
사용된 방법
- 짝짓기 행동을 분석하기 위한 행동 분석법.
- 구애 및 짝짓기 활동의 정량화.
- 신뢰할 수 있는 데이터를 위한 다중 복제 사용.
- 대학원생에 의한 절차 시연.
주요 결과
- 짝짓기 행동에 영향을 미치는 주요 환경 요인 식별.
- 생식 행동의 유전적 기반에 대한 통찰력.
- 분석법의 유연성과 속도 입증.
- 행동 연구에서의 더 넓은 적용 가능성.
결론
- 이 분석법은 환경 신호의 영향을 효과적으로 정량화합니다.
- 연구 결과는 짝짓기 행동의 메커니즘을 이해하는 데 기여합니다.
- 이 방법은 행동 생물학의 다양한 연구에 적용될 수 있습니다.
자주 묻는 질문
Executive Industry Relevance
Quantifying the influence of environmental chemical cues on mating behavior in Drosophila melanogaster enables precise hypothesis testing for neurogenetic and behavioral pathway validation. This assay supports early discovery teams seeking to de-risk biological mechanisms underlying reproductive behaviors and environmental modulation. The method's flexibility and throughput facilitate robust target validation and predictive confidence at key inflection points in behavioral biology pipelines.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables interrogation of environmental and genetic factors affecting reproductive behavior.
- Supports mechanistic de-risking by isolating the effects of specific chemical cues.
- Facilitates functional target validation through controlled behavioral outputs.
- Provides predictive confidence for downstream neurogenetic studies.
Screening & Assay Development
- Prepares validated behavioral systems for compound or environmental cue screening.
- Delivers standardized, reproducible, and quantitative behavioral readouts.
- Enables scalable, high-replicate testing for robust assay development.
- Supports reliable evaluation of environmental and genetic manipulations.
Translational & Preclinical Research
- Aligns behavioral outputs with disease-relevant neurogenetic pathways when applicable.
- Provides continuity from discovery through preclinical behavioral validation.
- Enables risk-adjusted advancement decisions based on quantitative behavioral endpoints.
- Supports predictive de-risking for translational research in neurobiology.
Pipeline & Workflow Integration
This behavioral assay integrates into the early discovery and target validation stages, supporting lead identification and preclinical model development for neurogenetic and behavioral research.
- Discovery Biology: Supports hypothesis testing and pathway clarification by isolating environmental and genetic variables.
- Screening: Provides reproducible, quantitative behavioral outputs for assay readiness.
- Analytics: Enables statistical comparison of mating frequency and behavioral responses across experimental conditions.
- Translational Research: Facilitates continuity from mechanistic discovery to preclinical behavioral validation.
- Enterprise Reuse: Offers a reusable platform for diverse environmental and genetic behavioral studies.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence and reduces mechanistic ambiguity in behavioral pathway studies.
- Operational Value: Delivers standardized, scalable, and reproducible behavioral assays.
- Strategic Value: Improves go/no-go decisions and capital efficiency by enabling robust target validation.
- Portfolio Impact: Supports risk-adjusted prioritization and advancement of neurogenetic and behavioral programs.
Implementation Considerations
- Requires expertise in behavioral analysis and neurogenetics.
- Needs video monitoring infrastructure and controlled environmental delivery systems.
- Demands cross-team standardization for assay setup and data analysis.
- Adaptable across different environmental and genetic model systems.
- Limited to behavioral endpoints measurable within the assay's design and timeframe.
