Studeren Agressie in Drosophila (fruitvliegjes)

Mijn naam is Sarah Ertel en ik ben postdoc in het laboratorium van Ed Kravitz hier bij de afdeling Neurobiologie van de Harvard Medical School. Mijn naam is Sibu. Ik ben een medicus uit Duitsland en ik volg hier een onderzoeksrotatie in het laboratorium van Kravitz.

We willen u laten zien hoe we gevechten opzetten en de agressie bij fruitvliegen bestuderen. De eerste stap is het voorbereiden van isolatiebuisjes, wat bestaat uit het verhitten van vliegvoedsel in de magnetron en het toevoegen van 1,5 ml aan een kweekbuisje zodra het voedsel gestold is. Vervolgens sluiten we dit af met watten.

De eerste stap is het verkrijgen van sociaal naïeve vliegen. Ik heb geen andere vliegen gezien. Hiervoor nemen we pupae in een laat stadium van de vliegensoorten waarin we geïnteresseerd zijn, en we verwijderen de pupae voorzichtig met een pincet uit het vial.

Neem het voorbereide isolatiebuisje, verwijder het wattenpropje en plaats de pop voorzichtig binnenin, sluit het buisje weer en label het. Deze poppen worden teruggeplaatst in de incubator met klimaatbeheersing en dag-nachtcyclus. De volgende dag controleren we of ze zijn uitgekomen, waarna we de datum noteren waarop de vliegen zijn uitgekomen.

Vervolgens laten we ze drie tot vijf dagen oud worden, en tijdens die periode brengen we verf aan op de achterzijde van de achterlijven van de vliegen, zodat we ze kunnen identificeren. Nu maken we de kamers voor de eigenlijke gevechten. Hiervoor gebruiken we twee gewone microscoopglasplaatjes; we meten het midden en zetten markeringen met een diamantstift door het oppervlak te bekrassen, en als we een randje vinden, zou het microscoopglasplaatje gemakkelijk in tweeën moeten breken. Oké.

Vervolgens lijmen we de randen van de objectglazen aan elkaar met lijm. Daarna worden de twee helften aan elkaar gelijmd om een doosje te vormen. We kunnen dit reinigen met 70% ethanol en vervolgens met wat water om vingerafdrukken te verwijderen.

Vul de bodem van de kamer met 1% agros en plaats de kamer hierin. Dit zorgt voor de nodige luchtvochtigheid voor de vliegen. Vervolgens willen we de vliegen iets geven om over te vechten.

Hoewel de werkelijke grootte van de kamer als een territorium kan worden beschouwd, bieden we hen voedsel aan. We plaatsen dit voedsel in een scintillatiebuisje. Dit creëert een extra niveau van mogelijke territorialiteit dat een vlieg zou kunnen willen verdedigen.

Ik neem nu het vers in de magnetron verhitte voedsel en vul dit in de voedingsbekers, wat in feite scintillatiebekers zijn; dit wordt de arena waarin de vliegen later zullen vechten. Het is belangrijk om het oppervlak een beetje convex te maken, zodat het gehele oppervlak zichtbaar is. Vermijd daarnaast luchtbellen, omdat deze een belemmering vormen voor de vliegen wanneer zij over de voedingsbeker lopen, om de vliegen naar de voedingsbeker te lokken.

We voegen ook een druppel gistpasta toe in het midden van het voedingsbakje. Hiervoor moeten we eerst de gistpasta bereiden. We nemen levende gistpasta, doen dit in een voedingsbakje, voegen vervolgens een druppel water toe en mengen dit tot er een pasta ontstaat.

Zodra de voedingskopjes zijn afgekoeld, plaatst u de gistpasta of slechts een klein druppeltje daarvan in het midden van het voedingskopje. We bevinden ons nu in de gedragskamer, een van onze twee gedragskamers. Deze ruimte is volledig donker als we alle lichten uitzetten en de luchtvochtigheid en temperatuur zijn gereguleerd.

We houden de temperatuur op 25 °C en proberen de luchtvochtigheid boven de 40% te houden, zodat we voor de vliegen zoveel mogelijk omgevingsfactoren kunnen controleren. Wat ik nu ga doen, is de vliegen klaarzetten. De voedingsbekers die we eerder hebben voorbereid staan hier, en ik zal deze in de kamers plaatsen.

Probeer ze in het midden van de kamer te plaatsen. We plaatsen het deksel terug. Oké. En ik ga deze aspirator gebruiken om de vliegen af te zuigen, precies één paar vliegen.

Ik ga nu twee vliegen nemen, deze hier opzuigen en ze vervolgens in de kamer plaatsen. Dat is wat ik ga doen. Nu houd ik het flaconnetje op deze manier vast, omdat vliegen erom bekend staan dat ze tegen de zwaartekracht in naar het licht toe bewegen, waardoor ze de neiging hebben om omhoog te gaan.

Zo is het voor mij gemakkelijker om ze te vangen wanneer ik het wattenstaafje verwijder. Zoals u kunt zien, heb ik beide vliegen nu in de ator. Ik moet er ook op letten dat ik, aangezien dit gemerkte vliegen zijn, één vlieg neem die gemerkt is en één die niet gemerkt is.

Of als we twee kleuren gebruiken, waarbij er één in de ene kleur is geschilderd en één in de andere kleur, maar ze hebben hetzelfde genotype. Nu plaats ik ze in de kamer hiervoor. Ik verwijder de wasbal.

Er is een klein gaatje waardoor ik de vliegen inbreng, en ik probeer het deksel in een positie te plaatsen zodat de vliegen niet kunnen ontsnappen wanneer ik tik. Ze vallen een klein stukje naar beneden en daarna blaas ik gewoon, heel zachtjes, zodat ik ze niet echt hard hoef weg te blazen omdat dat ze zou verstoren. Het duurt tussen de drie en laten we zeggen 40 minuten voordat ze tot rust komen en hun omgeving in de kamer hebben bekeken.

Vervolgens zullen ze het voederschaaltje bezetten en begint het gevecht. Nu neem ik de gehele kamer en plaats ik deze voor de camera; hierbij moet ik de hoogte aanpassen zodat ik het voederschaaltje vanuit een lichte hoek film, zodat we het hele voederschaaltje kunnen zien. En het volledige voederschaaltje scherp in beeld is.

Ook de ruimte waarin deze agressie-assays worden opgezet is belangrijk. Het is een geïsoleerde ruimte, vrij van verkeer en geluid. De temperatuur wordt op 25 °C gehouden en we proberen de luchtvochtigheid tussen 45 en 55% te houden om de vliegen in deze situatie tevreden en gezond te houden.

Daarnaast dimmen we de plafondverlichting, zodat het licht op het voedingsbakje ook een attractie vormt voor de vliegen. Door DFA als modelsysteem te gebruiken in combinatie met dit type opstelling, kunnen we niet alleen naar de intensiteit van de agressie kijken, maar ook naar de specifieke patronen van agressie die we waarnemen. We zijn zeer geïnteresseerd in deze specifieke gedragingen om te begrijpen hoe de hersenen tijdens de ontwikkeling zijn bedraad en hoe dit zich vervolgens manifesteert bij een volwassen vlieg die deze gedragingen niet heeft aangeleerd.

Ze komen dus onmiddellijk naar buiten zodra ze zien dat de startinteractie met de andere vliegen begint. Ze weten hoe ze moeten uitvallen en hoe ze agressief moeten zijn. Daarom willen we weten hoe deze gedragingen zijn ingebed in het zenuwstelsel van de vliegen en hoe ze vervolgens worden aangestuurd.