March 26th, 2012
We beschrijven de eerste duurtraining protocol voor een belangrijk genetisch model soorten, Drosophila melanogaster En een overzicht van een aantal testen om verbeteringen in de mobiliteit volgende opleiding in kaart te brengen.
Het doel van het volgende experiment is om Dsof en Melanogaster te trainen met behulp van een nieuw oefenprogramma voor uithoudingsvermogen en om de effecten van oefentraining te beoordelen. Dit wordt bereikt door een geautomatiseerd apparaat te gebruiken dat meerdere flesjes met vliegen herhaaldelijk optilt en laat vallen, waardoor de instinctieve klimreactie van de vlieg wordt geactiveerd, en de vliegen zo een trainingssessie geven. De vliegen worden dagelijks getraind op een oplopend schema van twee tot drie uur gedurende een trainingsperiode van drie weken.
Vervolgens worden de vliegen onderworpen aan verschillende gedragstests om de effecten van oefening te meten. De resultaten tonen aan dat oefenende vliegen sneller klimmen, zoals gemeten door de snel geïnduceerde negatieve geo as of ring test. Het belangrijkste voordeel van deze techniek ten opzichte van bestaande methoden zoals duurtraining bij andere dieren, is de uitgebreide verzameling beschikbare hulpmiddelen voor manipulatie van de genetica van drosophila.
In de studie van uithoudingsoefeningen, hadden we voor het eerst het idee voor deze methode toen we veel enkele negatieve geo taxi tests uitvoerden. We vroegen ons af hoe lang vliegen konden blijven klimmen en of we ze op deze manier konden trainen op uithoudingsvermogen. De power tower is gebouwd op een rechthoekig stuk multiplex dat op een tafel is geklemd.
Een 4,5 rotatie per minuut. Een tandwielmotor rust op verschillende planken en is verbonden met een snelheidsregelaar, een zekering en een stroomschakelaar. In een aftakdoos wordt een drie-inch ventilator in een metalen buis geplaatst en op de motor gericht voor koeling.
Aan de motor is een roterende arm met een roller bevestigd. Aan het uiteinde draaien de motor en de arm en drukken een zijde van een gebogen staaf naar beneden die aan het multiplex is bevestigd. Aan de andere kant van de staaf is een scharnier aangebracht, zodat er een wiel aan kan worden bevestigd zodat het tegen een platform kan rollen.
Het duwt op en neer terwijl de motor draait, de kracht van de motor is aangepast, zodat een volledige rotatieperiode 15 seconden duurt. Op het platform zijn vliegflesvilletten bevestigd met bungeekoorden, en de flesjes die in deze rekjes worden geplaatst, zijn beveiligd met een scherm dat ook aan het platform is bevestigd. Door bungeekoorden kan het platform op en neer schuiven langs standaard schuifrails en een schuimkussen dempt de schok van de val. De power tower wordt gebruikt in een temperatuur gecontroleerde ruimte om de omstandigheden te matchen waaronder de dieren zijn grootgebracht.
Om een oefeningexperiment uit te voeren, zijn minimaal 240 leeftijdsgematchte mannelijke vliegen vereist voor longitudinale monitoring van uithoudingsvermogen en negatieve geo as of klimvermogen. Houd de vliegen in populaties van 20 per flesje. Verdeel de flesjes in twee even grote groepen, waarvan er een zal worden geoefend, de flesjes van die groep moeten worden afgesloten met flugs, terwijl de controlegroep moet worden afgesloten met sponsdoppen.
Een spons wordt gebruikt voor immobilisatie omdat de aanpassingsgrootte gemakkelijke plaatsing mogelijk maakt nabij de bodem van het flesje. Het zachtere sponsmateriaal vermindert ook verwondingen veroorzaakt door de meer solide flugs. De voedselflesjes moeten om de dag worden vervangen voor het testen.
Tijdens het trainen blijven de vliegen in de voedselflesjes omdat als lege flesjes worden gebruikt, veel meer vliegen last hebben van traininggerelateerde verwondingen. Bij het laden van de flesjes van de controlevliegen op de power tower, duwt u hun sponsdoppen naar ongeveer drie millimeter boven het voedselniveau, waardoor de vliegen worden beperkt.
Beweging voor consistente resultaten. Test beide groepen vliegen vijf opeenvolgende dagen per week, gebruikmakend van een oplopend schema dat de tijd per sessie verlengt van twee tot drie uur per dag gedurende een periode van drie weken. Natuurlijk kan elk regime worden gebruikt.
Consistentie in behandeling, tijd van de dag en testmethoden gedurende een periode van drie weken is essentieel. Zorgvuldige planning en oefening verminderen de mogelijkheid van vermoeidheid. Tests kunnen longitudinaal worden uitgevoerd op vliegen voor, na of tijdens het trainingsregime.
Het kan ook worden gebruikt om een veiliger respons op een omgevingsvariabele te beoordelen. Voer de vermoeidheidstest uit op een dag waarop er geen training plaatsvindt. Laad aan het begin van een dag beide groepen vliegen op de power tower.
Activeer het apparaat en observeer elke fles eenmaal per 10 minuten. Als bij vier opeenvolgende vallen vijf of minder vliegen in een fles hoger klimmen dan twee inch, dan wordt die cohort van vliegen als vermoeid beschouwd. Verwijder de vermoeide vliegen van de power tower terwijl deze nog draait en noteer het tijdstip waarop ze worden verwijderd.
Observeer alle flesjes gedurende maximaal 10 uur en compileer de resultaten. Een test voor kwantificering. De effecten van training is een dagelijkse meting van de loopsnelheid, die gedurende het trainingsregime en daarna kan worden uitgevoerd.
Om het langetermijneffect van training te meten. Om de klimsnelheid of ring test te starten, breng eerst vliegen over in nieuwe lege flesjes en plaats een rij van zes flesjes in een flesjesrek. Gerolde stukken tape worden gebruikt om de flesjes aan het rek te bevestigen.
Plaats vervolgens het rek voor een lichtbron, zoals een x-ray beeldscherm dat gelijkmatige verlichting van de flesjes zal bieden. Zet nu een camera op om de rek te fotograferen, zodat de positie van elke vlieg in elk flesje zichtbaar zal zijn. Tik vervolgens op de zes flesjes om alle vliegen naar de bodem van de flesjes te laten vallen en maak een getimede foto.
Twee seconden nadat alle vliegen zijn neergevallen. Als de flitser van de camera wordt gebruikt, moet deze consistent worden gebruikt. Herhaal dit proces vier keer voor elke set flesjes voordat u verder gaat met de power tower.
Om de gegevens te analyseren, scoort u elke foto afzonderlijk met behulp van software om de bovenste en onderste grenzen van het flesje te vinden. Meet vervolgens de klimbhoogte
Deze studie presenteert een nieuw duurtrainingsprotocol voor Drosophila melanogaster, gericht op het beoordelen van de effecten van oefening op mobiliteit. Het onderzoek beschrijft verschillende gedragstests om verbeteringen in klimvermogen na te meten na het trainingsregime.
Endurance training protocols in model organisms enable mechanistic de-risking of exercise-related therapeutic hypotheses. The Drosophila Power Tower system provides a scalable, genetically tractable platform for longitudinal assessment of exercise-induced phenotypic changes. This supports target validation and predictive confidence in preclinical discovery of metabolic and neuromuscular interventions.
The Power Tower protocol fits within the discovery continuum from target hypothesis testing to phenotypic screening and preclinical validation.