Summary

A Single-fly saggio per comportamento alimentare in<em> Drosophila</em

Published: November 04, 2013
doi:

Summary

In questo articolo video, descriviamo un test automatico per misurare l'effetto della fame o sazietà su olfattiva dipende comportamento di ricerca di cibo nel frutto adulto Drosophila melanogaster.

Abstract

Per molti animali, la fame promuove cambiamenti nel sistema olfattivo in un modo che facilita la ricerca di fonti di cibo adeguate. In questo articolo video, descriviamo un test automatico per misurare l'effetto della fame o sazietà su olfattiva dipende comportamento di ricerca di cibo nel frutto adulto Drosophila melanogaster. In una scatola a tenuta di luce illuminato da luce rossa che è invisibile ai moscerini della frutta, una telecamera legata al software di acquisizione dati personalizzato controlla la posizione di sei mosche contemporaneamente. Ogni mosca si limita a camminare nelle singole arene contenenti un odore di cibo al centro. Le arene di test poggiano su un pavimento poroso che funziona per prevenire l'accumulo di cattivi odori. Latenza per localizzare la sorgente odore, un parametro che riflette la sensibilità olfattiva sotto diversi stati fisiologici, è determinata mediante analisi software. Qui, discutiamo i meccanismi critici di funzionamento di questo paradigma comportamentale e copriamo questioni specifiche riguardanti fly loading, contaminazione odore, la temperatura del test, qualità dei dati e l'analisi statistica.

Introduction

Stati di fame promuovere due tipi di comportamenti appetitivi: ricerca di cibo e di consumo alimentare 1. Questo semplice test comportamentale è utile per lo studio dei comportamenti chemiotattici associati foraggiamento 2,3. In particolare, si rintraccia la posizione fly, velocità di piedi e la latenza per l'individuazione di un obiettivo odore di cibo. Latenza di trovare cibo serve come parametro per i cambiamenti nella sensibilità del sistema di rilevamento dell'odore della mosca valle delle variazioni del suo stato appetitivo interna di misura. Una versione manuale di questo test è stato precedentemente utilizzato per mostrare segnalazione dei recettori GABA-B è importante per il comportamento localizzazione odore adulto vola 3. L'attuale versione automatizzata del test è stato determinante nello studio di come a breve neuropeptide-F (SNPF) Segnalazione rimodella la mappa olfattiva in Drosophila e le influenze appetitiva comportamenti 2.

Test è fatto in una, temperatura e umidità ambiente controllata scuro. Digitaletelecamere fissate sopra le chiare piastre di prova acrilico tiene in linea retroilluminato da 660-nm illuminazione a LED. Informazioni della telecamera viene elaborato in tempo reale da un computer di stanza vicino alla zona test. Usiamo software di acquisizione dati per registrare e memorizzare le coordinate delle posizioni mosca durante il periodo di prova.

In questo paradigma, il soggetto viene rilasciato in un'arena che contiene un odore di cibo al centro, l'oggetto odore crea una sfumatura odore di cibo all'interno dell'arena che induce il cibo comportamento di ricerca in tempo reale. Un analogo protocollo di ricerca odore è stata applicata verso lo studio di chemosensation in single larve di Drosophila 7. Mentre altri test comportamentali, come il quattro di campo olfattometro 4,5 o la t-labirinto 6 valutano odore di avversione o attrazione comportamenti, questo paradigma è più adatto per valutare i comportamenti sensibilità e chemiotassi olfattive.

Diversi vantaggi chiave accompagnano questo assay. In primo luogo, permette una rapida acquisizione di grandi insiemi di dati, poiché la raccolta e l'analisi dei dati sono per lo più automatizzati. In secondo luogo, questo saggio isola e misura il comportamento dei singoli mosche, eliminando così stimoli olfattivi sociali che possono influenzare i loro comportamenti. Terzo, la semplicità del protocollo e semplice disegno sperimentale rendono il dosaggio efficiente e facile da insegnare agli altri.

Inoltre, questo test può essere utilizzato per sondare ulteriormente i circuiti neurali sottostanti cibo comportamento di ricerca combinandolo con l'ampia toolkit genetica a disposizione di Drosophila melanogaster 8. Espressione mirata di transgeni che silenzio o eccitare i neuroni possono essere raggiunti con strumenti come il sistema GAL4-UAS, nonché la ts1 UAS-shibire, UAS-tetano-tossina, e UAS-TRPA1 (B) transgeni 9-12.

Protocol

1. Fly Raccolta e fame Posteriore linea sperimentali in condizioni di temperatura e umidità controllate (ad esempio 21 ° C, 50-60% di umidità relativa) su una luce di 12 ore / ciclo scuro. Raccogliere femminile vola il giorno della eclosion e luogo loro, insieme con 4-5 maschi, in nuove fiale alimentari (massimo 30 per fiala). Età vola 2-5 giorni. Preparare le camere per volare fame. Spingere un singolo tessuto (4,8 x 8,4 pollici) fino al fondo di una fiala di plastic…

Representative Results

Il software di analisi dei dati e il layout, di cui un esempio può essere visto in Figura 1, sono utilizzate per valutare le prestazioni di ciascun volo durante la sua prova di 10 min secondo un insieme di criteri di analisi. I seguenti criteri sono utilizzati per determinare se i dati di ogni volo saranno utilizzati per l'analisi dei dati e sono progettati per eliminare le mosche che sono in grado di eseguire l'operazione di ricerca alimentare a causa di infortunio, malattia, stress, o la manc…

Discussion

In questo protocollo, si descrive una procedura step-by-step per il saggio comportamento di ricerca di cibo. Oltre agli odori legati all'alimentazione, può anche essere adattato per lo studio della capacità della mosca per individuare altri oggetti odore. Ad esempio, può essere applicato verso lo studio del comportamento localizzazione compagno in mosche maschio 3 Ci sono diverse considerazioni aggiuntive per questo protocollo che citeremo qui quest'azienda procedura.:

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Questo lavoro è stato sostenuto da borse di ricerca a JWW dal National Institute of Health (R01DK092640) e la National Science Foundation (0.920.668).

Materials

Name of Reagent/Material Company Catalog Number Comments
Apple Cider Vinegar Spectrum commercially available
Agarose, Type VII Sigma-Aldrich A0701 low gelling temperature agarose
Acrylic Testing Plate custom Plate contains 6 arenas. Each arena is 60 mm in diameter 6 mm in height. See testing plate diagrams for specific measurements.
LabVIEW V.8.5 National Instruments 776670-09 platform for programs: PositioningTool.vi, FlyTracking–Six Zones.vi NOTE: "elapsed time.vi", "time into file.vi", and "two object detect.vi" are included subroutines that must be available in order for the main data acquisition program "FlyTracking–Six zones.vi" to run.
LabVIEW Vision 8.5
LabVIEW Vision Acquisition Software 8.5
LabVIEW Vision Builder AI 3.5
Igor Pro V.6 Wavemetric, Inc. platform for macro: Data Analysis for Fly Tracking–Six Zones
Basler scA1390-17fm National Instruments 779980-01 Digital Camera NOTE: driver for camera available at Baslerweb.com
8 mm lens National Instruments 780024-01 Lens for Basler Digital Camera
Ground Glass Diffuser Plate Edmund Optics custom Diffuses light, 25 cm x 30 cm
US Std. No. 100 Fischer Scientific 04-881X Sieve with nominal opening of 150 μm
Lighting Option 1
LED backlight 660 nm (20 cm x 20 cm) Spectra West BL47192 a simpler but more expensive lighting option.
Power Supply for LED Backlight Spectra West
Lighting Option 2
660 nm LEDs Superbrightleds RL5R1330 Wavelength 660 nm (approximately 7 x 7 LED array for a 14.7 inch x 9.75 inch panel)
Linear DC Power Supply GW Instek GPS-1830D Power supply for LED Panel
Solderless Breadboard Digikey 922354-ND Breadboard for LEDs

References

  1. Dethier, V. G. . The hungry fly : a physiological study of the behavior associated with feeding. , (1976).
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Cite This Article
Zaninovich, O. A., Kim, S. M., Root, C. R., Green, D. S., Ko, K. I., Wang, J. W. A Single-fly Assay for Foraging Behavior in Drosophila. J. Vis. Exp. (81), e50801, doi:10.3791/50801 (2013).

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