Dostarczamy szczegółowy protokół do badania długości ścieżki żerowania Drosophila melanogaster. Omawiamy przygotowanie i postępowanie ze zwierzętami doświadczalnymi, sposób wykonywania testu i analizy danych.
Artykuł metodologiczny
Dostarczamy szczegółowy protokół do badania długości ścieżki żerowania Drosophila melanogaster. Omawiamy przygotowanie i postępowanie ze zwierzętami doświadczalnymi, sposób wykonywania testu i analizy danych.
Fenotyp długości ścieżki larwalnej Drosophila melanogaster jest ustaloną miarą używaną do badania genetycznego i środowiskowego wkładu w zmienność behawioralną. Test długości drogi larwalnej został opracowany w celu zmierzenia indywidualnych różnic w zachowaniach związanych z żerowaniem, które później powiązano z genem żerowania. Długość ścieżki larwalnej jest łatwą do oceny cechą, która ułatwia pobieranie dużych rozmiarów próbek przy minimalnych kosztach do badań genetycznych. W tym miejscu przedstawiamy szczegółowy opis obecnego protokołu dla testu długości drogi larwalnej, który został po raz pierwszy zastosowany przez Sokołowskiego. Protokół szczegółowo opisuje, jak w sposób powtarzalny obchodzić się ze zwierzętami doświadczalnymi, przeprowadzać test behawioralny i analizować dane. Podano również przykład, w jaki sposób test może być wykorzystany do pomiaru plastyczności behawioralnej w odpowiedzi na zmiany środowiskowe, poprzez manipulowanie środowiskiem żywieniowym przed wykonaniem testu. Na koniec omówiono odpowiedni projekt testu, a także czynniki środowiskowe, które mogą modyfikować długość drogi larw, takie jak jakość pokarmu, wiek rozwojowy i wpływ na dzień.
Od czasu odkrycia białego genu w laboratorium Thomasa Hunta Morgana w 1910 roku, muszka owocowa, Drosophila melanogaster (D. melanogaster), jest używana jako model do badania molekularnych i fizjologicznych podstaw różnych procesów biologicznych. Popularność D. melanogaster wynika w dużej mierze ze znacznej ilości i różnorodności narzędzi genetycznych. Niewielkie rozmiary, względna łatwość obsługi i krótki czas generacji sprawiają, że Drosophila jest idealnym modelem do badań genetycznych. Równie ważna jest zdolność Drosophila do wykazywania wielu fenotypów wyrażanych przez bardziej złożone organizmy, w tym ssaki. Obejmuje to złożone fenotypy, takie jak zachowanie, które stoją na styku organizmu i jego środowiska. W związku z tym badania behawioralne muszki owocowej znacząco przyczyniły się do naszego zrozumienia, w jaki sposób geny i środowisko pośredniczą w zachowaniu1.
Jedno z pierwszych badań nad zachowaniem larw D. melanogaster badało indywidualne różnice w strategiach żerowania larw, mierząc długość ścieżek larw2 podczas żerowania. Długość ścieżki zdefiniowano jako całkowitą odległość przebytą przez pojedynczą larwę na drożdżach w ciągu pięciu minut. Zarówno szczepy laboratoryjne, jak i muchy z naturalnej populacji w Toronto różniły się zachowaniami związanymi z żerowaniem, a indywidualne różnice w długości ścieżek miały podłoże genetyczne. Na podstawie ilościowego rozkładu długości ścieżek opisano dwa morfy żerowania larw i nazwano je łazikiem i opiekunem. Łaziki wykazują dłuższe ścieżki podczas pokonywania większego obszaru na podłożu pokarmowym niż opiekunowie. Korzystając z tego testu długości ścieżki, de Belle i wsp.3 zmapował gen żerowania (for) leżący u podstaw tych indywidualnych różnic w zachowaniu do dyskretnej lokalizacji na chromosomie 2 (24A3-24C5). Gen D. melanogaster został później sklonowany4 i okazało się, że jest to kinaza białkowa zależna od cGMP5, modulator fizjologii i zachowania u Drosophila i innych organizmów6.
Tutaj przedstawiamy obecny protokół dla testu długości drogi larwalnej, pierwotnie opracowanego w Sokolowski2. Chociaż niektóre aspekty testu zmieniły się na przestrzeni lat, koncepcja stojąca za projektem nie uległa zmianie. Dostarczamy również dane ilustrujące potencjał testu do oceny wkładu genetycznego i środowiskowego w indywidualne różnice w zachowaniach żerowych larw Drosophila. Test długości drogi larwalnej jest prosty, skuteczny, a jednocześnie solidny. Jedna osoba może z łatwością przetestować do 500 larw w ciągu czterech godzin, a wyniki można uzyskać z wysokim poziomem odtwarzalności. Pierwotnie opracowany do lokalizacji, może być stosowany w genetycznych badaniach przesiewowych, ilościowym mapowaniu locus cech oraz w badaniach interakcji gen-środowisko (GxE). Co więcej, jego prostota i powtarzalność sprawiają, że jest doskonałym źródłem informacji do nauczania na studiach licencjackich.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
1. Przygotuj talerze z winogronami i butelki do zbierania larw
2. Przygotowanie talerzy z jedzeniem
3. Przygotuj płytki testowe
4. Ustawianie populacji rodzicielskich
5. Zbierz larwy L1 (First Instar) z Talerzy Winogron
6. Test długości drogi larwalnej
7. Deprywacja żywności
8. Analiza danych
Uwaga: Ta sekcja opisuje metodę analizy danych przy użyciu ImageJ7 lub Fiji8 do przetwarzania długości ścieżek, chociaż można użyć innego oprogramowania.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Różnice w długości ścieżki wędrownej i opiekuna dla szczepów oraz wpływ braku pożywienia na długość ścieżki są zilustrowane na Rys. 3. Dane zebrane w ciągu trzech kolejnych dni testów wykazały znaczący efekt odkształcenia (F(1,421) = 351,89, p < 2,20 x 10-16; Rys. 3A), przy czym łaziki poruszają się dalej niż siedzący. Oprócz efektu szczepu stwierdzono również istotny efekt leczenia pokarmem (F(1, 421) = 461,62...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Przedstawiony tutaj test długości ścieżki oferuje solidną i prostą miarę zachowań żywieniowych larw Drosophila . Protokół jest zgodny z ogólną metodologią opisaną w Sokołowski2, ale od tego czasu został ulepszony pod względem skuteczności i kontroli eksperymentalnej. Zgodnie z naszą najlepszą wiedzą, metoda ta jest jedyną dostępną metodą pomiaru długości drogi larwalnej. Pierwotna wersja protokołudługości ścieżki 2, 3, 15, 16 testowała larwy na szalkach Petriego za pomocą cienkiej warstwy p...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Autorzy nie mają nic do ujawnienia.
Autorzy potwierdzają dalsze finansowanie Kanadyjskiej Rady Nauk Przyrodniczych i Inżynierii (NSERC) dla MBS.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| 6 uncji Butelki z kulturami much | Fisher Naukowy | AS355 | |
| Zatyczki do fiolek | Droso-Plugs | 59-201 | |
| 35 x 10 mm szalki Petriego | Szalki Petriego Sokół | ||
| 100 x 15 mm | Szalki | Fisher 875712 | |
| 60 x 15 mm | VWR | 25384-168 | |
| Sondy preparacyjne | Almedic | 2325-58-5300 | |
| Drożdże | laboratoryjne naukowe | FLY-8040-20F |
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Poproś o pozwolenie na ponowne wykorzystanie tekstu lub ilustracji tego artykułu JoVE
Poproś o pozwolenie