Kwantyfikacja zachowań pielęgnacyjnych Drosophila melanogaster w celu oceny nadmiernych fenotypów pielęgnacyjnych

Podsumowanie

Metoda przedstawiona tutaj polega na ręcznym dodawaniu adnotacji do materiału filmowego pozyskanego z Drosophila melanogaster pod kątem określonych zachowań pielęgnacyjnych. Pozwala to na ilościowe określenie zarówno liczby napadów pielęgnacji, jak i całkowitego czasu spędzonego na pielęgnacji w celu oceny nietypowych fenotypów samodzielnej pielęgnacji.

Streszczenie

Obserwowalne zmiany w stereotypowym uwodzeniu są stosowane translacyjnie w organizmach modelowych. Zmiany te są reprezentatywne dla patologii, które wywołują podobne odchylenia w ludzkim zachowaniu; na przykład nadmierna pielęgnacja działa jako wskaźnik obsesyjnych i kompulsywnych zachowań obecnych w stanach takich jak zespół Tourette'a lub zaburzenie obsesyjno-kompulsywne. Przedstawiony test pielęgnacji pozwala na ocenę nieprawidłowych fenotypów samopielęgnacji u Drosophila melanogaster. Muchy są rejestrowane przez okres 10 minut, a nagrania te są obserwowane i opisywane na ślepo pod kątem wcześniej zdefiniowanych zachowań pielęgnacyjnych. Miary ilościowe zarówno częstotliwości zabiegów pielęgnacyjnych, jak i czasu spędzonego na samodzielnej pielęgnacji można uzyskać, ręcznie dodając adnotacje do materiału filmowego. Test jest stosunkowo niedrogi, wymaga niewielu materiałów, które nie są jeszcze dostępne w środowiskach laboratoryjnych, i można go łatwo dostosować do specyficznych potrzeb danego badania mającego na celu obserwację pielęgnacji. Ponadto niski poziom umiejętności potrzebnych do przeprowadzenia testu, w porównaniu z metodami zautomatyzowanymi opartymi na informatyce, sprawia, że protokół dobrze nadaje się dla małych laboratoriów i studentów. Szczegółowo omawiamy kroki wymagane do wykonania tego testu i jego obecne ograniczenia.

Wprowadzenie

Drosophila melanogaster jest dobrze znanym organizmem modelowym w badaniach behawioralnych i neurobiologicznych, dostarczającym wglądu w mechanizmy napędzające analogiczne zachowania ludzkie. Samopielęgnacja w tym organizmie jest wysoce regulowanym i dobrze zdefiniowanym zachowaniem, podążającym za stereotypowymi wzorcami, które łatwo od siebie odróżnić¹. Poszczególne zachowania pielęgnacyjne wykazywane przez muchę można ogólnie sklasyfikować według regionu anatomicznego², najłatwiej zdefiniować jako tylny lub przedni. Pielęgnacja Drosophila początkowo skupi się na odcinku przednim, a następnie przejdzi....

Protokół

UWAGA: Przegląd protokołu jest przedstawiony w Rysunek 1.

1. Przygotowanie do filmowania

1. Umieść cztery trzydołkowe naczynia obok siebie na białej powierzchni, przykrywając każdą szklanym szkiełkiem.
2. Umieść kamerę (w tym przypadku system Raspberry Pi, ale wystarczy dowolna kamera zdolna do nagrywania wideo w wysokiej rozdzielczości) nad naczyniami.
   1. Sprawdź, czy wszystkie naczynia są w kadrze i są ostre.
   2. Sprawdź, czy na szkiełkach nie ma odblasków, które ograniczą widoczność much w naczyniu. Wyeliminuj odblaski, dostosowując położenie płyty lub przycie....

Wyniki

Analiza ta dostarcza danych ilościowych określających czas i częstotliwość zachowań pielęgnacyjnych na podstawie adnotowanych nagrań. Reprezentacyjny obraz układu oraz sposób definiowania zachowań przedstawiono na Rysunku 2. Ze względu na subiektywizm wprowadzany przez analizę wideo, wszystkie adnotacje nagrań powinny być wykonywane w sposób zaślepiony względem badacza przeprowadzającego analizę.

Metoda ta została zastosowana w celu oceny roli genu Atg8a .......

Dyskusja

Ogólnie rzecz biorąc, ten łatwy do wykonania i opłacalny test pozwala na solidną charakterystykę zachowań pielęgnacyjnych Drosophila melanogaster . Technika ta daje wgląd w częstotliwość, czas spędzony na angażowaniu się i anatomiczny rozkład dużej liczby wcześniej zidentyfikowanych zachowań pielęgnacyjnych. Dobrym wskaźnikiem, że pielęgnacja będzie miała miejsce lub jest w toku, są zmiany w ułożeniu nóg, w szczególności podniesienie dowolnej z 6 nóg. Zwrócenie uwagi na zachowania po ruchu nóg może pomóc w ident.......

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule

Nazwa	Firma	Numer katalogowy	Komentarze
Karta Micro SD 16 GB	Adafruit	1294	Do użycia przy wprowadzaniu wyświetlacza systemu operacyjnego
	Adafruit	3578	Wystarczy dowolny wyświetlacz, który można podłączyć za pomocą HDMI lub elastycznego
Linia Drosophila Atg8a-RNAi UAS	Bloomington Stock Center	34340	Linia używana w danych reprezentatywnych
Sterownik Drosophila Ok6	Nie dotyczy		Linia używana w reprezentatywnych danych
Szkiełka szklane	Fisher Scientific	12-550-A3	Utrzymuje muchy w osłonie
Radiatory	Adafruit		Zapobiega przegrzaniu komputera
Obiektyw	Adafruit	4563	Używany tylko z kamerą HD
PiCamera	Adafruit	4561	Zastosowano tutaj wersję HD, ale w ramach ograniczeń budżetowych można użyć standardowej kamery
Raspberry pi 4	Adafruit	4292	Computer PiSpy jest uruchomiony na
Ribbion	Adafruit	1648	Do użycia w podłączaniu komponentów SB kamery i wyświetlacza
Etui	Adafruit	4301	Chroni komputer
Płyta punktowa	Fisher Scientific	S99406	Wersje Pyrex były już dostępne do naszego użytku, ale wystarczą również naczynia do hodowli komórkowych lub plastikowe płytki punktowe
Statyw	Best Buy	6355959	Do zawieszenia i ustawienia kamery wystarczy dowolne urządzenie zdolne do tego
Zasilacz USB C	Adafruit	1995	Dostarcza zasilanie do komputera