Methoden om Assay Drosophila Gedrag
7 maart 2012
Drosophila melanogaster is een genetisch en gedragsmatig soepel model systeem dat is gebruikt om de moleculaire en cellulaire basis van een groot aantal belangrijke biologische processen meer dan een eeuw een begrip. Drosophila goed is benut om inzicht te krijgen in de genetische basis van vlieg gedrag.
Het algemene doel van deze procedure is om methoden te demonstreren voor het onderzoeken van motorische sensorische en coördinatiegedragingen bij drosophila. Dit wordt bereikt door eerst de motorische functie van de larve te beoordelen, met behulp van de kruiptest, de motorische functie van volwassenen te beoordelen, met behulp van de ringtest, en de coördinatie en sensorische vermogens van volwassenen te beoordelen met de baltstest. Uiteindelijk kan deze reeks gedragstests laten zien hoe genetische en externe factoren zoals medicijnbehandelingen de activiteit en coördinatie kunnen beïnvloeden.
Intra sophala. Het belangrijkste voordeel van deze test ten opzichte van bestaande methoden zoals negatieve geo-as, is dat de ringtest een hogere doorvoer en gevoeliger is. Deze methode kan helpen bij het beantwoorden van sleutelvragen op het gebied van neurodegeneratieve ziekten, zoals vroegtijdige detectie van locomotorische defecten.
De demonstratie van deze test zal worden uitgevoerd door Dr. Jamie Becknell, een postdoc voor mijn laboratorium. De larven kruiptest wordt gebruikt om het effect van genetische en omgevingsfactoren op de beweeglijkheid te meten om een kruis van 10 tot 15 mannetjes en 10 tot 15 maagden in een standaard fles op te zetten. Na 24 uur hebben gezonde volwassenen voldoende eieren gelegd om de fles te bevolken om die populatie leeftijdsgematcht te houden tot 24 uur.
Verplaats de volwassenen naar een schone fles en herhaal het proces. Incubeer nu de fles totdat derde sterlarven in het voedsel van de fles worden waargenomen. Voeg 50 tot 100 milliliter 20% sucrose toe en laat het 20 minuten staan.
De larven zullen naar de bovenkant drijven, verzamel de larven met behulp van een 25 milliliter serologische pipet met de punt afgesneden en plaats ze in een gaasmand. Was de larven in de gaasmand twee keer met gedeïoniseerd water. Ze kunnen nu worden geëxperimenteerd.
Om de larven met een medicijn te behandelen, gebruik een borstel om het gewenste aantal larven over te brengen naar een vijf milliliter beker met een oplossing van 5% sucrose en het medicijn van belang. Laat ze 15 minuten op de bedwelmde suikeroplossing voeren, giet ze dan terug door de gaasmand, spoel ze af en ga verder met het meten van het effect van het medicijn op de beweeglijkheid. Gebruik een borstel om een individuele lava naar een 15 centimeter petrischaal met 2% aros te brengen.
Plaats de petrischaal op een vel grafiekpapier. Verzamel nu de gegevens. Tel eenvoudig het aantal rasterlijnen dat de lava in één minuut oversteekt.
Gebruik vervolgens de borstel om de lava over te brengen naar de put van een glazen dissectieschaal met een verdunde gistpasta-oplossing onder een dissectiemicroscoop gedurende een minuut, tel de Percy's contracties. Een enkele samentrekking wordt geteld als een volledige beweging van achterste naar voorste. Herhaal totdat het gewenste aantal larven is geteld.
Het ringprotocol meet de snelheid van de locomotieve beweging van volwassen dieren, verzamel pas uitgekomen volwassen mannelijke vliegen onder lichte anesthesie en breng ze over in een standaard fles met normale of bedwelmde voeding. Plaats ongeveer 25 vliegen per fles. Houd de vliegen bij kamertemperatuur gedurende twee tot drie dagen voor een volledige anesthesieherstel en accumulatie van constante medicijnniveaus.
Breng vervolgens ongeveer 25 vliegen zonder anesthesie over naar polystyreen flesjes met gevormde pluggen en plaats de flesjes in één of meer ringapparaten. Laat de vliegen 15 tot 20 minuten rusten terwijl u een digitale camera uitlijnt om de flesjes van een zijkant te fotograferen, houd een timer klaar en stel deze in op de gewenste duur voor de test. Typisch drie seconden om de test uit te voeren.
Houd het ringapparaat in de ene hand zonder de vliegen te storen en houd de cameratimer scherp in de andere hand. Tik drie keer op het apparaat op de werkbank om de vliegen omver te laten vallen en start tegelijkertijd de afteltimer van de camera. Herhaal de test eenmaal per minuut totdat vijf of zes proeven zijn uitgevoerd.
Het is van cruciaal belang om de polystyreen testflesjes niet opnieuw te gebruiken nadat de eerste datasets zijn verzameld. Omdat nieuwe vliegen die in gebruikte flesjes worden geplaatst, niet tot dezelfde hoogte zullen klimmen als vliegen die in schone flesjes worden geplaatst. Om de gegevens te verzamelen, gebruik een beeldviewer en scoor de gemiddelde hoogte, klimmen door de verschillende groepen.
Deze test vereist voorbereide genetische kruisen in flessen die overvloedig nakomelingen produceren om vliegen voor de test te verzamelen. Binnen een paar uur na de subjectieve tijd van het dier, maak de flessen schoon om alle volwassenen te verzamelen met intervallen van drie tot vier uur. Verzamel pas uitgekomen seksueel naïeve mannetjes en vrouwtjes, huis de mannetjes individueel in flesjes of buisjes met voedsel, huis de vrouwtjes in groepen van vijf tot zes.
In soortgelijke omheiningen zijn gelijke aantallen mannetjes en vrouwtjes vereist voor de test. Na het isoleren van de verzamelde vliegen gedurende vijf dagen, bereid ze voor om ze in een paringswiel te laden en voer de test uit. Breng vervolgens voorzichtig één vrouwtje en één mannetje over in de kamer van een paringswiel onder een dissectiemicroscoop.
Observeer het paar gedurende 10 minuten of totdat ze succesvol copuleren gedurende die tijd. Noteer wanneer elk van verschillende gedragingen voor het eerst wordt waargenomen. Noteer wanneer het mannetje zich voor het eerst naar het vrouwtje keert, noteer.
Wanneer het mannetje het vrouwtje voor het eerst met zijn poot aanraakt, noteer wanneer het mannetje zich voor het eerst uitstrekt en een vleugel trilt, noteer wanneer het mannetje voor het eerst de vrouwelijke geslachtsdelen likt, noteer wanneer het mannetje voor het eerst zijn buik onder zichzelf kronkelt. Noteer wanneer het mannetje voor het eerst probeert
Bekijk het volledige transcript en krijg toegang tot duizenden wetenschappelijke video's
Overzicht
Dit artikel toont methoden voor het onderzoeken van Drosophila motorische sensorische en coördinatiegedragingen. De studie maakt gebruik van verschillende tests om motorische functie en coördinatie te beoordelen en geeft inzicht in de genetische en externe factoren die deze gedragingen beïnvloeden.
Belangrijke studiecomponenten
Wetenschapsgebied
- Neurowetenschappen
- Gedragsbiologie
- Genetica
Achtergrond
- Drosophila melanogaster is een veel gebruikt modelorganisme.
- Het heeft aanzienlijk bijgedragen aan het begrijpen van biologische processen.
- De genetische basis van het gedrag van de vlieg is uitgebreid bestudeerd.
- Gedragstests kunnen inzicht geven in neurodegeneratieve ziekten.
Doel van de studie
- Om methoden te demonstreren voor het beoordelen van Drosophila motorische functie.
- Om de impact van genetische en externe factoren op het gedrag te evalueren.
- Om een hogere doorvoer en gevoeliger alternatief voor bestaande tests te bieden.
Gebruikte methoden
- Crawling assay voor beoordeling van larvale motorische functie.
- Ring assay voor evaluatie van motorische functie bij volwassenen.
- Courtship assay voor beoordeling van coördinatie en sensorische vermogens bij volwassenen.
- Vergelijking van nieuwe tests met traditionele methoden.
Belangrijkste resultaten
- De ring assay biedt hogere doorvoer en gevoeligheid.
- Gedragstests kunnen vroegstadium locomotief defecten detecteren.
- Genetische en medicamenteuze behandelingen beïnvloeden de activiteit en coördinatie van Drosophila.
- De verkregen inzichten kunnen onderzoek naar neurodegeneratieve ziekten informeren.
Conclusies
- Drosophila tests zijn effectief voor het bestuderen van motorische en sensorische gedragingen.
- Deze methoden kunnen het begrip van genetische invloeden op gedrag verbeteren.
- Toekomstig onderzoek kan deze bevindingen gebruiken voor studies naar neurodegeneratieve ziekten.
Veelgestelde vragen
Executive Industry Relevance
Robust behavioral assays in Drosophila enable early-stage interrogation of genetic and pharmacological effects on motor and coordination phenotypes, supporting predictive confidence in neurodegenerative and disease-relevant models. High-throughput, quantitative readouts from larval crawling, adult climbing (RING), and courtship assays facilitate rapid hypothesis testing and mechanistic de-risking at critical discovery inflection points. These methods underpin portfolio triage by providing scalable, reproducible data for target validation and compound screening.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables functional assessment of genetic perturbations and drug effects on motor behavior.
- Supports mechanistic de-risking by quantifying phenotypic outcomes in disease-relevant models.
- Facilitates rapid triage of targets based on reproducible behavioral endpoints.
Screening & Assay Development
- Provides validated, high-throughput behavioral assays for scalable compound evaluation.
- Delivers quantitative, standardized outputs for cross-condition comparison.
- Reduces assay variability and increases reproducibility for screening campaigns.
Translational & Preclinical Research
- Aligns behavioral phenotypes with translational endpoints relevant to neurodegenerative disease models.
- Enables continuity from genetic discovery to preclinical validation of functional outcomes.
- Supports risk-adjusted advancement decisions based on early behavioral readouts.
Pipeline & Workflow Integration
These behavioral assays position Drosophila as a versatile platform from early discovery through lead identification and preclinical research, enabling seamless integration of genetic, pharmacological, and phenotypic data.
- Discovery Biology: Quantitative behavioral assays support hypothesis testing and clarify gene-function relationships.
- Screening: High-throughput RING and crawling assays provide reproducible, scalable platforms for compound and genetic screening.
- Analytics: Standardized measurements (e.g., climbing height, crawling speed, courtship index) enable robust statistical comparison across genotypes and treatments.
- Translational Research: Behavioral endpoints align with disease-relevant phenotypes, supporting translational biomarker development.
- Enterprise Reuse: Assays are adaptable for diverse genetic backgrounds and drug modalities, supporting broad portfolio applications.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence and reduces mechanistic ambiguity in target validation.
- Operational Value: Standardizes behavioral phenotyping for reproducibility and scalability across studies.
- Strategic Value: Enables informed go/no-go decisions and capital-efficient portfolio management.
- Portfolio Impact: Supports risk-adjusted prioritization and advancement of disease-relevant targets and compounds.
Implementation Considerations
- Requires expertise in Drosophila genetics and behavioral phenotyping.
- Needs access to imaging equipment and standardized assay infrastructure.
- Demands rigorous cross-team standardization for reproducible outputs.
- Assay protocols must be adapted for specific genetic backgrounds or drug treatments.
- Potential limitations include sensitivity to environmental variables and assay throughput constraints for large-scale screens.
