Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

Biology

एक चुंबकीय तार सिस्टम के दृश्य और घ्राण ड्रोसोफिला में मध्यस्थता उड़ान नियंत्रण की जाँच

doi: 10.3791/1063 Published: November 21, 2008

Summary

यहाँ हम का वर्णन कैसे एक घ्राण चुंबकीय पघा (OMT) तंत्र में एक मक्खी पगहा. हम वर्णन कैसे दुर्लभ पृथ्वी मैग्नेट और गंध, बंदरगाहों, और दोनों उत्तेजना वितरण और वैक्यूम चूषण के लिए इष्टतम गंध ट्रैकिंग प्राप्त करने के लिए जन प्रवाह दर निर्धारित कैसे संरेखित करें.

Abstract

यह कई वर्षों के लिए स्पष्ट किया गया है कि कीड़े दृश्य cues का उपयोग करने के लिए एक हवा की धारा में अपने शीर्ष स्थिर. कई जानवरों को हवा में किया जाता है odors के ट्रैक. जैसे हवा आने की दिशा के दृश्य स्थिरीकरण सीधे गंध ट्रैकिंग में एड्स ट्रैकिंग. लेकिन घ्राण संकेतों सीधे दृश्य ट्रैकिंग व्यवहार स्वतंत्र प्रभाव हवा cues से? इसके अलावा, Neurophysiology और ड्रोसोफिला में olfaction के neurobehavioral आनुवंशिकी पर शोध के हाल ही में जल - प्रलय कभी अधिक तकनीकी रूप से परिष्कृत और मात्रात्मक व्यवहार assays प्रेरित है. यहाँ, हम एक चुंबकीय पगहा प्रणाली के मूल में संकीर्ण लामिना का प्रवाह गंध plumes के साथ क्षेत्र लैस द्वारा दृष्टि प्रयोगों के लिए तैयार संशोधित. एक मक्खी एक छोटे से स्टील पिन करने के लिए सरेस से जोड़ा हुआ है और कि यह आज़ादी से रास्ते से हटना करने के लिए सक्षम बनाता है एक चुंबकीय क्षेत्र में निलंबित है. छोटे व्यास खाना गंध plumes नीचे एस मक्खी के सिर पर निर्देशित कर रहे हैं, एक भूखा मक्खी द्वारा स्थिर ट्रैकिंग eliciting. यहाँ हम tethering की आलोचना यांत्रिकी पर ध्यान केंद्रित, मैग्नेट aligning, गंध पंख तैयार करने, और स्थिर गंध ट्रैकिंग पुष्टि.

Protocol

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

परिचय

OMT एक चुंबकीय पगहा [1] प्रणाली के लिए एक "आभासी सिम्युलेटर पंख" को शामिल करने के लिए डिज़ाइन की एक रूपांतर है. निम्नलिखित प्रोटोकॉल कैसे ठीक पगहा मक्खियों (भाग 1) के लिए (भाग 2) मैग्नेट और जन प्रवाह विनियमित गंध वितरण प्रणाली (part3) की स्थापना के लिए रणनीति और समझा प्रदान करेगा. यहाँ वर्णित जानकारी इस विशेष प्रणाली के लिए अनुकूलित है और अन्य तकनीकी विशिष्टताओं के साथ घटकों के लिए भिन्न हो सकते हैं.

भाग 1: tethering मक्खियों

यहाँ वर्णित tethering के लिए कदम कई पिछले अध्ययनों के लिए समान हैं. [2] लेकिन एक OMT में इस्तेमाल के लिए अनुकूलित [3]. उचित tethering मजबूत और repeatable प्रयोगात्मक परीक्षण सुनिश्चित करने के लिए महत्वपूर्ण है. सावधान tethering के महत्व को अतिरंजित नहीं किया जा सकता.

  1. 4-6 दिनों पोस्ट eclosion मक्खियों लीजिए और उन्हें 4-6 घंटे के लिए भूखा है. प्लेस एक kimwipe desiccation को रोकने के लिए foodless शीशी में पानी के साथ सिक्त.
  2. एक बोतल से एक छोटी शीशी के लिए मक्खियों के एक बैच और हस्तांतरण यह एक Peltier ठंडा मंच पर एक पीतल ब्लॉक सेल्सियस लगभग 4 डिग्री पर सेट में डालें. उचित तापमान लगभग 30 सेकंड के भीतर मक्खियों anesthetizes.
  3. ठंडा चरण की ठंड की सतह पर मक्खियों के आधार पर क्रमबद्ध. एक नम Kimwipe लगातार ठंडा और छल्ली से नमी wicking सुनिश्चित करता है. Tethering के लिए सबसे बड़ी महिलाओं का चयन करें.
  4. ठीक एक ब्रश का उपयोग करना, कस्टम निर्मित एक एकल जंगली प्रकार महिला फल मक्खी को समायोजित करने के लिए आकार ताबूत में एक स्थिति में एक मक्खी धक्का.

    चित्रा 1.
    कृपया यहाँ क्लिक करें आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देख.
  5. हम एक चुंबकीय micromanipulator पर मुहिम शुरू की छड़ी के साथ एक minutien पिन (जुर्माना विज्ञान उपकरण) स्थिति. पिन करने के लिए ऐसी है कि कुंद अंत सिर्फ दो पंखों के बीच सिर के पीछे छू पृष्ठीय छाती गठबंधन किया जाना है. पिन पूरी तरह खड़ी हो जब सिर पर आंखों की ओर देखा जाना चाहिए. मक्खी और पिन के बीच 'रोल' की एक छोटी राशि भी बर्दाश्त नहीं किया जा सकता. पिन और शरीर की लंबी अक्ष के बीच का कोण की ओर देखने नाक क्षितिज (1 छवि) के सापेक्ष 30 डिग्री के कोण पर किया जाना चाहिए. नोट: चुंबक पगहा में इष्टतम संचालन के लिए, पिन कम लंबाई के लिए छंटनी की जा आवश्यकता हो सकती है. यह पूरी तरह से निलंबन मैग्नेट के बीच की दूरी पर निर्भर करेगा.
  6. एक बार minutien पिन गठबंधन है, एक पतले स्टील के तार का उपयोग करने के लिए minutien पिन कुंद अंत तक सक्रिय यूवी गोंद (ElectroLite कॉर्प) के एक छोटे से ड्रॉप लागू.
  7. पिन हेरफेर तो गोंद छोटी बूंद बस सिर के ऊपर उड़ छाती छू. उचित ड्रॉप आकार के साथ, गोंद पानी रखना और छाती पर पिन से प्रवाह चाहिए. बहुत अधिक गोंद का उपयोग नहीं करने के लिए सावधान रहें.
  8. यूवी प्रकाश की दो 20 सेकंड फटने के साथ गोंद चिकित्सा.
  9. तय मक्खी तरफ प्लेस और दोहराने. Kimwipe के छोटे वर्गों के स्लाइस और संदंश के साथ प्रत्येक सीमित उड़ान भरने के लिए एक देने के लिए उड़ान को नियंत्रित.
  10. वसूली के एक घंटे के बाद, सीमित मक्खियों प्रयोगों के लिए तैयार हैं.
  11. अनुचित gluing एक मक्खी चुंबक क्षेत्र में प्रदर्शन करने की क्षमता में बाधा हो सकती है. हर मक्खी हर मक्खियों ठीक से चिपके हैं सुनिश्चित करने के प्रयोग के शुरू में चिकनी रोटेशन के लिए जाँच की जानी चाहिए. यह एक पर्याप्त बड़ी स्थानिक अवधि के साथ एक धारीदार पैटर्न घूर्णन मजबूत optomotor प्रतिक्रियाओं प्रकाश में लाना करने के द्वारा पूरा किया जा सकता है. [4] यदि मक्खी गलत पिच कोण पर सरेस से जोड़ा हुआ है या अक्ष रोल करने के लिए सम्मान के साथ पिन पर झुका, मक्खी (मैं) नहीं हो सकता है सब पर स्पिन, (ii) गति की एक सीमित रेंज है, या (iii) असंगत पर बारी बारी से वेग. उपरोक्त मामलों में मक्खी और त्याग किया जाना चाहिए और एक नया एक के साथ बदल दिया. यदि इस समस्या का हल यह सबसे अधिक संभावना अनुचित gluing का एक मामला था. (अगर मक्खी की जगह समस्या का समाधान नहीं, 2.4 भाग देखें)

भाग 2: Aligning मैग्नेट

मैग्नेट (दुर्लभ पृथ्वी - magnets.com) संरेखित ठीक से उड़ एक निर्बाध गति के 360 डिग्री रेंज को प्राप्त करने के के लिए आवश्यक है. मैग्नेट ठीक से संरेखित करने के लिए इन चरणों का पालन करें.

  1. कम रिंग मैग्नेट क्षैतिज एक प्लास्टिक की आस्तीन द्वारा आयोजित की जाती हैं और एक स्पष्ट निर्वात चैम्बर के शीर्ष पर सीधे रखा (1 छवि, 3 हिस्से में आगे बताया गया है). ऊपरी रॉड चुंबक खड़ी 3 / 4 लगभग "कम मैग्नेट ऊपर तय हो गई है.
  2. मोटे तौर पर ऊपरी और निचले मैग्नेट नेत्रहीन संरेखित कम रिंग मैग्नेट के केंद्र बिंदु सीधे ऊपर ऊपरी रॉड चुंबक रखकर. यह उपयोगी है ठीक पैमाने पर समायोजन के लिए एक micromanipulator (Siskiyou इंक) के ऊपरी चुंबक देते हैं.
  3. Epoxy ऊपरी चुंबक के नीचे सतह पर असर वी गहना (लघु पार्ट्स) घूर्णी घर्षण कम करने के लिए और मक्खी स्थिति मानकीकृत.
  4. क्षेत्र में एक मक्खी प्लेस और क्षैतिज और ध् समायोजितमक्खी जब तक ऊपरी चुंबक की ertical स्थिति को आसानी से और तेजी से रास्ते से हटना अक्ष में 360 डिग्री बारी बारी से कर सकते हैं. हर मक्खी हर प्रयोग के शुरू में चिकनी रोटेशन के लिए जाँच की जानी चाहिए करने के लिए सुनिश्चित करें मैग्नेट ठीक से जुड़ रहे हैं कि व्यक्तिगत minutien पिंस (1.11 पार्ट देखें) क्षतिग्रस्त नहीं कर रहे हैं. यदि मैग्नेट ठीक मक्खी (मैं) नहीं हो सकता है सब पर स्पिन गठबंधन नहीं कर रहे हैं (ii) गति की एक सीमित रेंज (iii) असंगत वेग पर बारी बारी से. यदि समस्या एक नया एक के साथ मक्खी की जगह द्वारा हल है, यह सबसे अधिक संभावना gluing समस्या के कारण था (भाग 1 देखें). यदि हर मक्खी इन समस्याओं के लिए मौजूद है, यह संभावना मैग्नेट और आगे समायोजन की आवश्यकता होगी के संरेखण के साथ एक मुद्दा है.
  5. चेतावनी: जबकि दुर्लभ पृथ्वी मैग्नेट के साथ खेल मजेदार हो सकता है, वे बहुत ही खतरनाक हैं. क्षतिग्रस्त उपकरणों और / या मामूली शारीरिक नुकसान में परिणाम दुरूपयोग. इन आकर्षक अभी तक आसानी से कम करके आंका मैग्नेट के साथ अत्यधिक सावधानी व्यायाम करें.

भाग 3: गंध डिलिवरी

  1. गंध वितरण प्रणाली पहले से वर्णित पर आधारित है [5] और मुश्किल के लिए अनुकूलन हिस्सा (1 छवि) है. यह धैर्य और परीक्षण और त्रुटि के एक बहुत आवश्यकता है. इन चरणों का पालन करने के लिए स्थिर गंध ट्रैकिंग हासिल.
  2. गंध प्रणाली के प्रारंभिक सेट अप गैस कस्टम बनाया / पानी गंध शीशियों बहुसंकेतक (सेबल सिस्टम्स इंटरनेशनल) से छोटी लाइन Teflon टयूबिंग (लघु पार्ट्स) चलाने की आवश्यकता है. इन शीशियों के आउटलेट चमड़े के नीचे एक ही Teflon टयूबिंग बंदरगाह का उपयोग कर ट्यूबों के लिए सीधे जोड़ता है.
  3. एक स्पष्ट ऐक्रेलिक निर्वात चैम्बर मैग्नेट समर्थन क्षेत्र के तहत तैनात है. हम एक 4mm ग्लास निर्वात चैम्बर से जुड़े मक्खी नीचे घुड़सवार के लिए उड़ान भरने के लिए करीब वैक्यूम खोलने लाने और खोलने के व्यास को कम ट्यूब का उपयोग करें.
  4. संदंश का उपयोग क्षेत्र में एक सीमित उड़ रखें.
  5. एक आकर्षक गंध (सेब साइडर सिरका अच्छी तरह से काम करता है), और नेत्रहीन सत्यापित करें कि मक्खी गंध पटरियों पर मुड़ें. यदि उड़ान भरने के लिए गंध के लिए कोई वरीयता है प्रकट होता है है, अगले तीन चरणों का पालन करें. यह कई मक्खियों, और कई परीक्षणों की आवश्यकता हो सकती है.
  6. गंध बंदरगाह की स्थिति को समायोजित करें जब तक उड़ान भरने के लिए गंध ट्रैक होता है. हम उड़ सिर micromanipulators पर गंध बंदरगाहों (Siskiyou इंक) और तैनात 4mm पृष्ठीय और 3mm पूर्वकाल मुहिम शुरू की.
  7. जन प्रवाह दर को समायोजित करें जब तक उड़ गंध ट्रैक करने के लिए प्रकट होता है. हमारे सेटिंग्स हैं 7ml/min (सेबल सिस्टम्स इंटरनेशनल MFC-4).
  8. वैक्यूम के प्रवाह दर को समायोजित करें जब तक उड़ान भरने के लिए गंध ट्रैक होता है. हम 13l/min वैक्यूम प्रवाह दर एक प्रवाह नियामक (कोल Parmer) का उपयोग कर सेट करें. नोट: भवन निर्वात आपूर्ति लाइनों समय पर उतार चढ़ाव पंख संरचना में उतार चढ़ाव के कारण हो सकता है. यह निरंतर निर्वात प्रवाह की स्थिति के लिए प्रवाह नियामक के लिए एक बाहरी वैक्यूम पंप से कनेक्ट करने के लिए उपयोगी हो सकता है.
  9. एक बार बंदरगाह और प्रवाह दरों की स्थिति सेट कर रहे हैं, समय समय पर पहुंचाने जल वाष्प और गंध वाष्प के बीच स्विच का उपयोग कर एक switchable एक गैस बहुसंकेतक का उपयोग और नेत्रहीन सत्यापित करें कि मक्खी केवल गंध पटरियों जब गंध पर है. कभी कभी, गंध बंदरगाह के अंदर अवशिष्ट गंध गंध ट्रैकिंग जब गंध बंद कर दिया है प्रकाश में लाना कर सकते हैं. यह इथेनॉल के साथ चमड़े के नीचे ट्यूब भरने और यह एक Kimwipe साथ प्रसव के अंत पर एकत्रित करके ठीक से तैनात गंध बंदरगाह को हटाने के बिना समाप्त किया जा सकता है. संपीड़ित हवा का उपयोग करना, किसी भी शेष इथेनॉल झटका बाहर और प्रयोगों को फिर से शुरू.

प्रतिनिधि परिणाम:

दो बातें करना चाहिए जब इन चरणों का सही ढंग से पीछा कर रहे हैं मनाया जा. सबसे पहले, निरंतर घूर्णन दृश्य उत्तेजनाओं के तहत एक सीमित OMT में रखा उड़ सुचारू रास्ते से हटना अक्ष में 360 डिग्री बारी बारी चाहिए. "झटकेदार" बदल जाता है (saccades कहा जाता है) लगातार दृश्य stimuli के अभाव में सहज मोड़ व्यवहार के लक्षण हैं. यदि मक्खियों जाहिरा तौर पर सुचारू रूप से बारी बारी से नहीं कर सकते हैं, अनुचित gluing (भाग 1 देखें) और misaligned मैग्नेट इसके लिए जिम्मेदार हो (भाग 2 देखें). दूसरा, जब गंध चालू है, गंध की दिशा में उड़ सिर चाहिए. जब गंध बंद कर दिया है, मक्खी अनायास क्षेत्र में किसी भी एकल स्थान के लिए कोई वरीयता के साथ saccade चाहिए. यदि मक्खियों सक्रिय गंध पंख, गंध बंदरगाह की स्थिति, हवा का प्रवाह दर और / या वैक्यूम प्रवाह की दर को ट्रैक नहीं है समायोजन की ज़रूरत है (भाग 3 देखें).

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

मक्खियों tethering और इस क्षेत्र में स्थिर गंध ट्रैकिंग eliciting के अपेक्षाकृत सरल है. यह अभ्यास, धैर्य, और परीक्षण और त्रुटि की आवश्यकता है. इस क्षेत्र के कई हिस्सों में आगे या अनुकूलित किया जा सकता है उपज प्रायोगिक क्षमता में बदलाव के लिए एवजी. उदाहरण के लिए, निर्वात चैम्बर के नए संस्करणों के रूप में बहुत छोटे होते हैं और क्षेत्र के नीचे और अधिक स्थान की अनुमति है. इसके अलावा, शक्ति और दुर्लभ पृथ्वी मैग्नेट के प्रकार थोड़ा विविध किया जा सकता है और अतिरिक्त गंध बंदरगाहों गंध और / या प्रकार प्रयोगों में उपयोग सांद्रता की संख्या बढ़ाने के लिए जोड़ा जा सकता है है. हम ध्यान दें कि उपकरण में किसी भी बदलाव सिलवाया अनुकूलन की आवश्यकता होगी. के रूप में यहाँ वर्णित है, OMTA उपयोगकर्ताओं को गंध स्थानीयकरण पर दृश्य cues के प्रभाव का परीक्षण करने के लिए अनुमति देता है. दृश्य stimuli की एक विस्तृत विविधता एलईडी पैनल प्रणाली के साथ प्रस्तुत किया जा सकता है और जब और गंध डिलीवरी प्रणाली के लिए कई स्तरों पर visuo-घ्राण एकीकरण का पता लगाने की क्षमता प्रदान करता है बहुमुखी प्रतिभा expandability के साथ मिलकर. इस प्रणाली को भी उड़ान वयस्कों के व्यवहार निस्र्पक के लिए विशेष रूप से, ड्रोसोफिला के लिए मात्रात्मक व्यवहार assays के बढ़ती संख्या के लिए कहते हैं.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Acknowledgments

अनुदान राष्ट्रीय विज्ञान फाउंडेशन (एमएफ) द्वारा प्रदान की.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Cooling Stage Teca LHP-300CP
Brass Cooling Block Custom Made ~4 x 8 x 2cm
Sarcophagus Custom Made Contact us for details
UV-Activated Glue Kemxert corp KOA300 1oz bottle lasts years
Panel System Caltech http://www.dickinson.caltech.edu/panels [4]
Minutien Pins Fine Science Tools 26002-20
Lower Ring Magnets Rare-earth-magnets.com NSN0615 5 - 0.75"o.d. x 0.375" i.d. x 0.125"
Upper Rod Magnet Rare-earth-magnets.com NSN0750 0.125" x 1"
V-Jewel Bearing Small Parts, Inc. VJ-0469-01
MFC-4 Flow Regulators Sable Systems International
Gas Multiplexer Sable Systems International
Teflon Tubing Small Parts, Inc. STT-20-C
20 Gauge Hypodermic Tubes Small Parts, Inc. HTX-20R-06
Glass Tubing 4mm o.d.
Vacuum Flow Regulator Cole-Parmer EW-32464-52

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Bender, J. A., Dickinson, M. Visual stimulation of saccades in magnetically tethered Drosophila. J. Exp. Biol. 209, 3170-3182 (2006).
  2. Tammero, L. F., Dickinson, M. H. Collision-avoidance and landing responses are mediated by separate pathways in the fruit fly, Drosophila melanogaster. J. Exp. Biol. 205, 2785-2798 (2002).
  3. Duistermars, B. J., Frye, M. A. Crossmodal visual input for odor tracking during fly flight. Curr. Biol. 18, 270-275 (2008).
  4. Reiser, M. B., Dickinson, M. A modular display system for insect behavioral neuroscience. J. Neurosci. Methods. 167, 127-139 (2008).
  5. Frye, M. A., Dickinson, M. H. Motor output reflects the linear superposition of visual and olfactory inputs in Drosophila. J. Exp. Biol. 207, 123-131 (2004).
एक चुंबकीय तार सिस्टम के दृश्य और घ्राण ड्रोसोफिला में मध्यस्थता उड़ान नियंत्रण की जाँच
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Duistermars, B. J., Frye, M. A. A Magnetic Tether System to Investigate Visual and Olfactory Mediated Flight Control in Drosophila. J. Vis. Exp. (21), e1063, doi:10.3791/1063 (2008).More

Duistermars, B. J., Frye, M. A. A Magnetic Tether System to Investigate Visual and Olfactory Mediated Flight Control in Drosophila. J. Vis. Exp. (21), e1063, doi:10.3791/1063 (2008).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
simple hit counter