Мартовский выпуск Journal of Visualized Experiments (JoVE) открывается статьей, посвященной трем фундаментально важным тестам для измерения локомоторного поведения Drosophila. В частности, данные тесты включают тест на ползание личинок (для оценки моторной функции личинок), тест RING (для оценки моторной функции взрослых особей) и тест на ухаживание (для оценки координации и сенсорных способностей).
Метод анализа ползания личинок включает сбор личинок и воздействие на юных мух исследуемого экспериментального препарата. Затем животных переносят в чашку Петри, помещенную на лист миллиметровой бумаги, после чего рассчитывают количество пересеченных линий сетки в минуту.
Протокол быстрого итеративного отрицательного геотаксиса (Rapid Iterative Negative Geotaxis, или RING) заключается в помещении взрослых мух в специализированные пробирки, где они прижимаются ко дну с помощью легкого постукивания. Плодовые мушки инстинктивно ползут вверх, против силы тяжести. С помощью анализа изображений можно определить степень локомоторной способности взрослых особей, измерив, на какую высоту мухи могут подняться за короткий промежуток времени.
Для оценки более сложного сенсорно-обусловленного поведения используется тест на ухаживание, который начинается с помещения полово неопытных самцов и самок в специальный аппарат, известный как колесо для спаривания. В ходе экспериментальных сессий исследователи фиксируют продолжительность времени, в течение которого самец мухи демонстрирует несколько характерных форм поведения при ухаживании. Примечательно, что в течение всего нескольких минут самец ориентируется на самку, касается ее брюшка, производит «песню» с помощью крыла, облизывает самку и, в конечном итоге, вступает в копуляцию.
В совокупности эти анализы представляют собой серию мощных поведенческих тестов, которые могут помочь выяснить генетические и средовые факторы, влияющие на поведение drosophila.
Позже в этом месяце JoVE переключает внимание на физиологию упражнений, где исследователи из Университета Сан-Паулу представляют метод, предназначенный для выявления вклада различных энергетических систем в сложные физические нагрузки, такие как занятия спортом. В качестве примера авторы выбрали дзюдо для своей демонстрации. С помощью тщательно расположенного портативного газоанализатора можно измерить потребление кислорода во время занятий дзюдо в контролируемых условиях. Сравнивая потребление кислорода до, во время и после упражнения, можно определить энергетический вклад аэробного и алактатного анаэробного метаболизма. Сбор крови до и после упражнения с последующим электрохимическим анализом используется для определения энергетического вклада лактатного анаэробного метаболизма в занятия дзюдо. Комбинация данных о потреблении кислорода и концентрации лактата в плазме позволяет определить относительный вклад различных энергетических систем в конкретные аспекты сложных упражнений, например, в выполнение любимого броска в дзюдо.
Также в марте JoVE планирует публикацию исследования развития при воздействии алкоголя на zebrafish. После того как эмбрионы достигнут нужной временной точки, эффекты воздействия алкоголя на экспрессию генов можно оценить путем очистки mRNA и проведения qPCR, а также с помощью гибридизации in situ на целом препарате. С помощью световой микроскопии также можно оценить морфологические изменения, такие как форма сомитов. Если наблюдается снижение или повышение экспрессии интересующего гена под воздействием этанола, в эмбрион (примерно на стадии двух клеток) можно ввести либо кэпированную mRNA, либо морфолино для восстановления фенотипа, индуцированного алкоголем. Наши авторы показывают, что воздействие алкоголя на развивающихся zebrafish приводит к морфологическим фенотипам и профилям экспрессии генов, аналогичным тем, что наблюдаются у млекопитающих, а также демонстрируют, что инъекция mRNA может нивелировать влияние алкоголя на аномалии развития.
В разделе «Иммунология и инфекции» JoVE представляет эксперимент по паразитологии растений из Калифорнийского университета в Риверсайде. В частности, авторов интересует галловая нематода — облигатный растительный паразит, который свободно перемещается через влажную почву, чтобы заразить корни растений и питаться ими. Сначала описываются методы обработки зараженных растений и сбора галловых нематод. Как только ювенильные особи достигают стадии высокой инфекционности, можно провести инокуляцию почвы. Впоследствии корни можно окрасить и исследовать на наличие характерных галлов, образующихся под воздействием этих паразитов. Помимо экспериментов с растениями в горшках, авторы демонстрируют, как можно проводить анализы на галловые нематоды с растениями, выращенными в прозрачных пакетах, что позволяет легко осматривать корни и облегчает высокопроизводительный скрининг на наличие этой разрушительной инфекции, которая ежегодно вызывает потерю 5% мирового урожая.
В этом обзоре контента JoVE за март представлены четыре из более чем пятидесяти статей, запланированных к выпуску в этом месяце. Среди других значимых экспериментов представлены методы визуализации ответов на запахи в антеннах плодовых мушек, использование электронного носа для анализа летучих соединений в фруктах, а также перепрофилирование обычного офисного оборудования для доставки макромолекул в живые клетки.