Ongecompliceerd Assay voor de kwantificering van Sociale Avoidance in Drosophila melanogaster
13 december 2014
Hier presenteren we een protocol om de vermijding van gestreste individuen te kwantificeren. Dit paradigma is krachtig maar gebruiksvriendelijk en kan worden gebruikt om de invloed van genen en omgeving op een soort sociale interactie bij Drosophila melanogaster te beoordelen.
Het doel van deze procedure is om de reactie van vliegen op het sociale signaal dat door gestreste individuen wordt uitgezonden te kwantificeren. Dit wordt bereikt door eerst, responder en emitter vliegen te verzamelen, niet meer dan twee dagen voor het experiment. De tweede stap is om zowel emitter als responder vliegen twee uur voor het experiment over te brengen naar verse flesjes en ze te laten wennen aan de omgevingsgecontroleerde ruimte waar de test zal worden uitgevoerd.
Vervolgens worden de responder vliegen in de TMAs geplaatst en krijgen ze de keuze tussen een fles waarin vliegen eerder gestrest zijn geweest, dus het drosophila stressgeurmiddel bevat, en een verse fles. De laatste stap is om het aantal responder vliegen in de verse fles in de DSO-fles en in de lift te tellen om hun reactie op de DSO te kwantificeren. Uiteindelijk wordt de T-labyrint gebruikt om de vermijding door vliegen van een sociaal stresssignaal te meten, specifiek de gilo stressgeur. Ik had voor het eerst het idee voor deze methode toen ik een postdoc was aan Caltech.
Op dat moment waren Greg Sue en zijn postdoc-adviseur David Anderson, geïnteresseerd in het bestuderen van angst of sociale vermijding in Phyla, maar er was nog geen bestaande test hiervoor. Ze benaderden me omdat ik veel gedragstests uitvoerde in S brands' lab en tijdens het uitvoeren van foto taxi en olfactorische leerexperimenten, was opgevallen dat vliegen aangetrokken werden tot flesjes waarin andere vliegen ongestoord tijd hadden doorgebracht, terwijl ze flesjes vermijden waarin vliegen op dat moment gestrest waren met een elektrische schok. Bishop. Demonstratie van deze methode is cruciaal, aangezien het experimentele proces van de sociale vermijdingstest enige oefening vereist om snel en efficiënt te zijn bij het overbrengen van de bios zonder vliegen of DSL te verliezen.
Het belangrijkste voordeel van deze techniek om sociale interacties te onderzoeken ten opzichte van bestaande methoden zoals computerondersteunde videotracking, is dat dit een test is die gemakkelijk te beheersen en te implementeren is, maar zeer krachtig is om de sociale vermijding van gestreste individuen te kwantificeren. Om het experiment te beginnen, snijd een poreus polyethyleenvel om een doos van 12,7 centimeter bij 10,2 centimeter te bedekken. Vul de doos met gemalen ijs en bedek hem met het vel om het drosophila koudeanesthesieapparaat te voltooien.
Voer het experiment uit op een werkbank bedekt met een witte werkbankafdekking en een whiteboard vooraan om homogene lichtomstandigheden te garanderen. Bereid vervolgens de vortex vliegaspirator collega's apparaat, thermometer en timer voor. Een tot twee dagen voor het experiment koloniseer vliegen.
Breng de vliegen over met een trechter in een 50 milliliter buis en plaats de buis in een geïsoleerde ijsemmer onder het ijsniveau. Wacht vijf minuten tot de vliegen in een koude coma raken. Breng vervolgens de vliegen over op het poreuze polyethyleenvel op kamertemperatuur en sorteer responder vliegen onder een stereomicroscoop.
Schei drie tot zeven dagen oude mannelijke vliegen van vrouwelijke vliegen en houd deze vliegen in een groep van 40 zacht verzameld gemengd geslacht Canton s emitter vliegen. Gebruik een mondzuignap om de vliegen toe te staan. Een nacht herstel om eventuele verwarrende effecten van de verzameling op het gedrag te minimaliseren.
Open vervolgens de zak met testflesjes om de muffe plastic geur in de zak te vervangen door verse lucht. Zorg ervoor voor het experiment dat de kamertemperatuur 25 graden Celsius is, dat de kamer gelijkmatig verlicht is en dat de luchtvochtigheid groter is dan 30% Twee uur voorafgaand aan het experiment breng de responder en emitter vliegen over in verse voedselflesjes en laat de vliegen zich aanpassen aan de omgeving op de werkbank waar het experiment zal worden uitgevoerd. Plaats het theemaas op de kloppad en draai de schroefklem vast zodat de lift stabiel is.
Breng vervolgens de responder vliegen over naar een vers testflesje en klik het flesje met de responder vliegen bovenop het theemaas. Kantel vervolgens het theemaas apparaat en tik het op de klopmat zodat de fruitvliegen in de lift vallen. Beweeg het bovenste deel van de lift naar beneden om de vliegen tussen de bovenste en onderste secties van de TMAs te plaatsen en zorg ervoor dat de lift boven het keuzepunt is om te voorkomen dat vliegen ontsnappen terwijl de responder vliegen zich aanpassen aan de nieuwe omgeving.
Plaats de emitter vliegen in een vers testflesje en bedek het met een stukje katoen. Roer de buis op een mini vortex op deze manier. De vliegen zullen DSO uitstoten. Breng de vliegen over in een voedselbuis en plaats de DSO gevulde buis snel in een van de twee zijden van het team.
Wissel de kant van plaatsing af voor de DSO gevulde buis. Plaats in elke nieuwe run een vers testflesje aan de andere kant van het team A breng vervolgens de lift volledig naar beneden zodat de fruitvliegen kunnen kiezen tussen de verse testfles en de DSO gevulde buis. Start onmiddellijk de timer.
Na een minuut beweeg de lift omhoog om de vliegen in de verse fles en de DSO-fles te scheiden van de vliegen die in de lift vastzitten. Tel het aantal vliegen in elke fles en in de lift. Herhaal dit.
Voor elke genotype en/of conditie heeft de grootte van de groep responder vliegen geen invloed op hun vermijding van DSO. Na het uitvoeren van het experiment op een bereik van 10 tot 80 vliegen, toonde een T-test geen statistische significantie tussen de prestatie-indexen of PI's van de responder vliegen. Het aantal emitter vliegen heeft invloed op de vermijding van DSO door de vliegen, zoals aangetoond door deze grafiek, die verschillende proeven vertegenwoordigt.
Gebruik 10 tot 160 emitter vliegen per keer. Er werd nog steeds een substantiële vermijding gedetecteerd met slechts 10 gestreste vliegen. De keuze, tijd en genetische achtergrond van fruitvliegen beïnvloeden de reactie op DSO, zoals aangetoond door deze grafiek, die een reactie van Canton s en Elwood stammen illustreert.
Beide genotypen vertonen een sterkere vermijding van de DSO dan Oregon en sommige markin stammen Na zijn ontwikkeling. Deze techniek heeft de weg gebaand voor on
Bekijk het volledige transcript en krijg toegang tot duizenden wetenschappelijke video's
Overzicht
Dit protocol kwantificeerd het vermijdingsgedrag van Drosophila melanogaster als reactie op sociale signalen van gestreste individuen. Het beoordeelt effectief de invloed van genetische en omgevingsfactoren op sociale interacties.
Belangrijke studiecomponenten
Wetenschapsgebied
- Neurowetenschappen
- Gedragsbiologie
- Genetica
Achtergrond
- Het begrijpen van sociale interacties in Drosophila is cruciaal voor het bestuderen van gedragsreacties.
- Stresssignalen kunnen het gedrag van zowel zender- als ontvangersvliegjes beïnvloeden.
- Deze methode stelt onderzoekers in staat de genetische en omgevingsinvloeden op sociaal gedrag te onderzoeken.
- De T-labyrintopstelling is een nieuwe benadering om vermijdingsgedrag te meten.
Doel van de studie
- Om het antwoord van vliegjes op sociale stresssignalen te kwantificeren.
- Om de effecten van stress op sociale interacties in Drosophila te onderzoeken.
- Om een gebruiksvriendelijk protocol voor gedragsanalyses te ontwikkelen.
Gebruikte methoden
- Verzameling van ontvanger- en zendervliegjes voorafgaand aan het experiment.
- Habituatie van vliegjes in een gecontroleerde omgeving voorafgaand aan de test.
- Gebruik van T-labyrint om het vermijden van stressgeurstoffen te beoordelen.
- Tellen van ontvangervliegjes in verschillende flesjes om reacties te kwantificeren.
Belangrijkste resultaten
- Ontvangervliegjes vertoonden een meetbare vermijding van flesjes met stresssignalen.
- Het protocol onderscheidt effectief tussen reacties op gestreste en niet-gestreste vliegjes.
- De resultaten geven aan dat er significante gedragsveranderingen zijn als reactie op sociale stresssignalen.
Conclusies
- Dit protocol biedt een betrouwbare methode voor het bestuderen van sociale interacties in Drosophila.
- De bevindingen dragen bij aan het begrip van de genetische en omgevingsfactoren die het gedrag beïnvloeden.
- De T-labyrintbenadering kan worden aangepast voor verschillende gedragsstudies.
Veelgestelde vragen
Executive Industry Relevance
This assay enables high-throughput quantification of social avoidance behavior in Drosophila, providing a genetically tractable model for de-risking target validation in neuropsychiatric drug discovery. By linking genetic and environmental modulation to measurable behavioral outputs, it supports early-stage mechanistic screening for compounds affecting social cognition pathways. The low-cost, robust design facilitates scalable screening of mutant libraries or environmental conditions relevant to social deficit phenotypes.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Scientific Value: Enables interrogation of genetic contributions to social behavior phenotypes through strain-specific avoidance responses.
- Operational Value: Supports functional validation of candidate genes by quantifying avoidance as a phenotypic readout.
- Predictive Value: Facilitates target de-risking by establishing dose- and genotype-dependent behavioral responses to social stress signals.
Screening & Assay Development
- Scientific Value: Provides a quantitative, binary-choice readout suitable for screening genetic or pharmacological modulators of social avoidance.
- Operational Value: Enables assay standardization through controlled emitter/responder ratios and environmental habituation.
- Scalability: Compatible with multi-genotype screening due to short duration (<5 min/replicate) and minimal equipment needs.
Translational & Preclinical Research
- Translational Relevance: Connects Drosophila social avoidance mechanisms to conserved pathways relevant to human social cognition disorders.
- Preclinical Continuity: Supports cross-species validation by measuring conserved behavioral responses to stress-induced chemical signals.
- Biomarker Alignment: Enables correlation of genetic background with avoidance phenotypes for target prioritization.
Pipeline & Workflow Integration
The assay fits within early discovery workflows, supporting hypothesis testing in target validation and enabling scalable screening prior to lead identification efforts.
- Discovery Biology: Supports mechanistic de-risking by quantifying avoidance behavior as a function of genetic and environmental variables.
- Screening: Delivers reproducible, quantitative outputs for comparing responder performance across conditions.
- Analytics: Generates performance indices (PIs) enabling statistical comparison of avoidance strength between genotypes.
- Translational Research: Aligns with phenotypic screening for social deficit models via conserved stress-response pathways.
- Enterprise Reuse: Reusable across projects studying social behavior, stress reactivity, or neuropsychiatric target validation.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Reduces mechanistic ambiguity in social behavior studies through quantifiable, genetically modifiable avoidance responses.
- Operational Value: Ensures reproducibility via standardized habituation, emitter titration, and blind counting procedures.
- Strategic Value: Improves go/no-go decisions by providing early phenotypic evidence of target engagement in social circuits.
- Portfolio Impact: Enables risk-adjusted advancement by identifying modifiers of social avoidance with high predictive confidence.
Implementation Considerations
- Requires expertise in Drosophila handling, sex separation, and behavioral assay execution.
- Depends on controlled environmental conditions (25°C, >30% humidity, uniform lighting) for reproducible results.
- Necessitates standardization of emitter fly numbers and stress induction protocols across runs.
- Adaptation to alternative genotypes requires validation of baseline avoidance performance.
- Limited to measuring avoidance; does not capture approach or other social interaction dimensions.
