Protokół treningu wytrzymałościowego i podłużne testy wydajności dla Drosophila melanogaster

Celem poniższego eksperymentu jest trening Dsof i Melanogaster przy użyciu nowatorskiego programu ćwiczeń wytrzymałościowych oraz ocena efektów treningu siłowego. Osiąga się to za pomocą zautomatyzowanego urządzenia, które podnosi i upuszcza kilka fiolek much, powtarzając się, aktywując instynktowną reakcję muchy na wspinanie się, a tym samym dając muchom sesję treningową. Muchy są trenowane codziennie według harmonogramu od dwóch do trzech godzin w ciągu trzytygodniowego okresu treningowego.

Następnie muchy poddawane są różnym testom behawioralnym w celu zmierzenia efektów ćwiczeń. Wyniki pokazują, że muchy ćwiczące wznoszą się szybciej, mierzone za pomocą szybko indukowanej ujemnej osi geograficznej lub testu pierścieniowego. Główną przewagą tej techniki nad istniejącymi metodami, takimi jak trening wytrzymałościowy innych zwierząt, jest obszerny zbiór dostępnych narzędzi do manipulacji genetyką drosophila.

W badaniach nad ćwiczeniami wytrzymałościowymi po raz pierwszy wpadliśmy na pomysł tej metody, gdy przeprowadzaliśmy wiele pojedynczych ujemnych testów geotaksówk. Zastanawialiśmy się, jak długo muchy mogą się wspinać i czy możemy je w ten sposób trenować wytrzymałościowo. Wieża energetyczna zbudowana jest na prostokątnym kawałku sklejki, który jest przymocowany do stołu.

4,5 obrotu na minutę. Motoreduktor spoczywa na kilku płytach i jest podłączony do regulatora prędkości, bezpiecznika i wyłącznika zasilania. W skrzynce połączeniowej trzycalowy wentylator umieszczony w metalowej rurze jest skierowany na silnik w celu chłodzenia.

Do silnika podłączone jest obrotowe ramię z rolką. Na końcu silnik i ramię obracają się, popychając w dół jedną stronę wygiętego pręta, który jest przymocowany do sklejki. Za pomocą zawiasu drzwi po drugiej stronie pręta przymocowane jest koło, dzięki czemu może toczyć się po platformie.

Popycha się w górę iw dół, gdy silnik się obraca, moc silnika jest regulowana tak, że pełny okres obrotu trwa 15 sekund Na platformie stojaki na fiolki muchowe są przymocowane za pomocą linek bungee, a fiolki umieszczone w tych stojakach są zabezpieczone ekranem, który jest również przymocowany do platformy. Dzięki linkom bungee platforma jest w stanie przesuwać się w górę i w dół wzdłuż standardowych suwaków, a styropianowa poduszka tłumi wstrząsy spowodowane upadkiem. Wieża energetyczna jest eksploatowana w pomieszczeniu o kontrolowanej temperaturze, aby dopasować je do warunków, w jakich hodowane są zwierzęta.

Aby przeprowadzić eksperyment fizyczny, potrzeba co najmniej 240 samców much w tym samym wieku do podłużnego monitorowania wytrzymałości i ujemnej osi geograficznej lub zdolności wspinaczkowej. Utrzymuj muchy w populacjach 20 na fiolkę. Podzielić fiolki na dwie grupy o równej wielkości, z których jedna będzie ćwiczona, fiolki tej grupy powinny być zatkane flugami, podczas gdy grupa kontrolna powinna być zatkana korkami z gąbki.

Gąbka służy do unieruchamiania, ponieważ jej adaptacyjny rozmiar pozwala na łatwe umieszczenie w pobliżu dna fiolki. Bardziej miękki materiał gąbki zmniejsza również obrażenia spowodowane przez bardziej solidne flugi. Fiolki z jedzeniem należy wymieniać co drugi dzień przed badaniem.

Podczas treningu muchy pozostają w fiolkach z jedzeniem, ponieważ jeśli używa się pustych fiolek, cierpi o wiele więcej much. Kontuzje związane z treningiem. Podczas ładowania fiolek z muchami kontrolnymi na wieżę energetyczną, wciśnij ich korki z gąbki do około trzech milimetrów powyżej poziomu pokarmu, ograniczając w ten sposób muchy.

Ruch dla spójnych rezultatów. Testuj obie grupy much przez pięć kolejnych dni w tygodniu, wykorzystując napięty harmonogram, który wydłuża czas na sesję z dwóch do trzech godzin dziennie przez okres trzech tygodni. Oczywiście, każdy reżim może być zastosowany.

Niezbędna jest spójność w leczeniu, porze dnia i metodach oznaczania w okresie trzech tygodni. Staranne planowanie i procedury ćwiczeń zmniejszają możliwość wystąpienia błędu Zmęczenie. Testy można przeprowadzać wzdłużnie na muchach przed, po lub w trakcie reżimu treningowego.

Może być również używany do bezpieczniejszej reakcji na zmienną środowiskową. Przeprowadź test zmęczenia w dniu, w którym nie odbywa się trening. Na początku dnia załaduj obie grupy much na wieżę energetyczną.

Włączyć aparaturę i obserwować każdą fiolkę raz na 10 minut. Jeśli podczas czterech kolejnych spadków pięć lub mniej much w fiolce wznosi się wyżej niż dwa cale, to ta kohorta much jest uważana za zmęczoną. Usuń zmęczone muchy z wieży energetycznej, gdy nadal działa, i zapisz czas jej usuwania.

Obserwuj wszystkie fiolki przez maksymalnie 10 godzin i skompiluj wyniki. Jeden test do oznaczania ilościowego. Efekty treningu to codzienny pomiar prędkości biegu, który może być wykonywany przez cały reżim treningowy i poza nim.

Mierzenie długoterminowego efektu treningu. Aby rozpocząć test prędkości wznoszenia lub pierścienia, najpierw przenosi się go do nowych pustych fiolek i umieszcza rząd sześciu fiolek w stojaku na fiolki. Zwinięte kawałki taśmy służą do mocowania fiolek do stojaka.

Następnie ustaw stojak przed źródłem światła, takim jak pudełko rentgenowskie, które zapewni równomierne oświetlenie fiolek. Teraz ustaw aparat, aby sfotografować stojak, tak aby pozycja każdej muchy była widoczna w każdej fiolce. Następnie dotknij sześciu fiolek, aby strącić wszystkie muchy na dno fiolek i zrobić zdjęcie z pomiarem czasu.

Dwie sekundy po tym, jak wszystkie muchy zostają strącone. Jeśli używana jest lampa błyskowa aparatu, należy jej używać konsekwentnie. Powtórz ten proces cztery razy dla każdego zestawu fiolek przed przystąpieniem do wieży energetycznej.

Aby przeanalizować dane, oceń każde zdjęcie indywidualnie za pomocą oprogramowania, aby znaleźć górną i dolną granicę fiolki. Następnie zmierz wysokość wznoszenia dla każdej muchy. Następnie skopiuj wysokości wspinaczki do Excela.

Każda mucha w każdej fiolce otrzymuje wynik od zera do czterech, odpowiadający wysokości kwadrantu. Wspinają się do czwórki w najwyższym kwadrancie i do zera w ogóle się nie wspinają. Dla każdej fiolki oblicz wynik dla każdej z 20 much i weź średni wynik kohorty.

Nazywa się to indeksem wspinaczkowym. Do analizy danych wykorzystuje się średnią z czterech indeksów wzrostowych każdej kohorty w tym dniu. Jeśli oprogramowanie do przetwarzania obrazu nie jest dostępne, na pustych fiolkach można narysować linie kwadrantowe, a muchom można ręcznie przypisać wartości kwadrantowe, podczas gdy muchy typu reagowały na protokół wytrzymałościowy zmniejszonym spadkiem zdolności wspinaczkowej związanym z wiekiem.

Sytuacja ta utrzymywała się po zakończeniu treningu, co znalazło odzwierciedlenie w testach pierścieni podłużnych w wieku pięciu tygodni. W ten sposób indukcja ćwiczeń przez program wieży energetycznej może być wykorzystana jako behawioralny wkład i można ocenić zdolność czynników genetycznych lub środowiskowych do modulowania tego efektu. I odwrotnie, wieża zasilająca może być również używana jako wyjście.

Przykładowo, kiedy muchy z różną procentową zawartością sacharozy w swojej diecie, były badane pod kątem czasu do zmęczenia. Zwiększona zawartość sacharozy korelowała ze zwiększoną wytrzymałością. Próbując wykonać tę procedurę, należy pamiętać, aby upewnić się, że wszystkie kohorty much są dopasowane do wieku i że metody są wykonywane konsekwentnie przez cały czas trwania eksperymentu.

Po obejrzeniu tego filmu powinieneś dobrze zrozumieć, jak wytrzymać, trenować i oceniać muchy o dowolnym genotypie.