Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Neuroscience
Click here for the English version

Neuroscience

Essai simple pour la quantification de l'évitement social en Published: December 13, 2014 doi: 10.3791/52011
Automatic Translation
1, 2, 2, 3, 3
1Department of Molecular Biophysics and Biochemistry, Yale University, 2Department of Biology, York College/CUNY, 3Department of Biology, Western Ontario University

Introduction

L'objectif de cette méthode est de quantifier facilement un nouvel aspect du comportement social simple dans Drosophila melanogaster, indépendant de la cour et de l'agression.

Les interactions sociales sont essentielles pour le bon développement et la santé des individus au sein d'une société, ainsi que la fonctionnalité d'un groupe social dans son ensemble. La grande complexité de ces interactions nécessite de grandes tailles d'échantillon et un système qui permet une simplification du comportement que les bases génétiques et neuronales du comportement social sont encore mal compris. Drosophila melanogaster est un modèle génétique puissant qui peut être utilisé pour identifier la génétique et bases neurales des interactions sociales. En effet, D. melanogaster a un répertoire de comportements sociaux complexes et des mesures directes de socialisation ont déjà été fait 1-7. Cependant, la plupart de ces efforts ont été axés sur les comportements sociaux relativement complexes, comme agresinteractions sive 3,6, divers aspects de la cour 3,8-12, et comment l'expérience sociale affecte d'autres comportements tels que l'apprentissage, ou rythme circadien 13-17. En outre, beaucoup de ces tests reposent sur l'analyse des modèles d'interaction complexes des groupes de mouches, par suivi vidéo et de logiciels pour analyser l'abondance résultant des données. Ces analyses sont inestimables, et ouvrent de nouvelles perspectives importantes telles que la dynamique des interactions mouche mouche dans les groupes 7. Une limitation, cependant, est l'inaccessibilité de ces tests à la communauté en général, et de la connaissance limitée des mécanismes sous-jacents reconnaissance des autres. En d'autres termes, la base de l'émission d'un signal par un individu et sa reconnaissance par une autre est encore mal comprise 18.

En revanche, vole également présenter un comportement simple, évitement social, où les individus se éloignent d'un signal émis par les mouches stressées: D. melanogaster stress odorante ou DSO 19. Dans un dosage à haut débit, ce comportement peut être quantifiée comme l'évitement d'un signal de stress émis par d'autres mouches, ou évitement social 19. Les mouches sont placées dans un appareil T-labyrinthe et ont le choix pour éviter un flacon contenant DSO. En utilisant ce dosage, CO 2 se est révélée être une composante de l'ASM, et une partie du circuit neural nécessaire pour répondre à CO 2 a été disséqué 19.

L'essai d'évitement sociale présentée ici est conceptuellement similaire aux tests comportementaux simples développées dans le laboratoire de Seymour Benzer qui ont permis à des générations de chercheurs pour disséquer des comportements complexes 20. Analyse des évitement social peut être réalisée en utilisant de manière rentable le test T-labyrinthe, permettant pour une étude plus généralisée du comportement social. Par exemple, l'utilisation de ce test nous avons récemment démontré que les risques génétiques différents pour l'autisme ont des effets contrastés b socialedosages ehavior. Mutants pour un gène candidat pour l'autisme - neurobeachin 21,22 - les déficiences actuelles à la fois dans l'espace social (décrits ailleurs 23) et évitement social 24. La signalisation dopaminergique anormale est également proposé de jouer un rôle dans l'étiologie de l'autisme chez les humains 25,26. Contrairement aux résultats obtenus avec neurobeachin, nous avons trouvé que la performance d'évitement sociale était pas affectée par une augmentation ou une diminution du taux de la monoamine vésiculaire Drosophila Transporter (VMAT) dans des cellules dopaminergiques, bien que l'espace social est directement corrélée à ces niveaux de VMAT 27. Les résultats contrastés obtenus avec neurobeachin et VMAT soulignent la possibilité d'identifier diverses formes de comportement asocial, et donc les différents circuiteries neuronaux sous-jacents moduler la réponse à d'autres.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. Matériel et réactifs créés interne (Voir liste des matières pour les autres)

  1. Préparer un Drosophila appareils d'anesthésie froid pour effectuer des travaux à la mouche.
    1. Coupez une feuille de polyéthylène poreux pour couvrir une petite boîte en plastique (12,7 cm de long, 10,2 cm de large), typiquement le couvercle supérieur de la boîte de pointes de pipette (12,7 cm de long, 10,2 cm de large, 3,8 cm de profondeur).
    2. Remplissez la boîte avec de la glace pilée, couvrir avec la feuille de polyéthylène poreux.
  2. Préparer un appareil T-labyrinthe; adapter l'appareil décrit précédemment en détail 28-31.
  3. Préparer un aspirateur à la mouche comme décrit 32.
  4. Préparer un appareil de réponse d'phototaxie vol pour déplacer dans et hors des flacons d'essai sans contrainte:
    1. Utilisation d'un appareil à contre-courant, comme décrit par 29,33.

NOTE: Le labyrinthe en T peut également être utilisé à d'autres fins, tel que décrit par 28.

  1. Assurer homconditions d'éclairage ogeneous: effectuer l'expérience sur un banc recouvert d'une couverture de banc blanc, et en face d'un tableau blanc.
    NOTE: Pour ces expériences, les souches de mouches Drosophila melanogaster utilisés étaient les types sauvages: Canton-S, l'Oregon et Samarkand vole de nos stocks de laboratoire 34; Elwood mouches ont été recueillies à l'automne 2011 dans le quartier Elwood de Huntington, à Long Island, New York, USA.

2. Préparer les mouches avant l'expérience

1-2 jours avant d'effectuer l'expérience:

  1. Maintenir les mouches sur le milieu de semoule de maïs-agar-mélasse-levure norme à 25 ° C sur un cycle de 12 heures de lumière / obscurité.
  2. Recueillir les répondeurs mouches sous anesthésie froides 1-2 jours avant d'effectuer l'expérience
    1. Transférer les mouches des bouteilles dans lesquelles ils ont été soulevés dans 50 ml tubes Falcon en utilisant un entonnoir.
    2. Placez le tube Falcon avec les mouches sous le niveau de la glace, dans unisolé seau à glace.
    3. Placez l'appareil d'anesthésie froid avec de la glace pilée à -4 ° C pour se détendre.
    4. Attendez 5 min pour les mouches d'entrer dans le coma de refroidissement.
    5. Transférer les mouches sur la feuille de polyethylene poreux de l'appareil d'anesthésie froid.
    6. Recueillir les répondeurs mouches sur l'appareil d'anesthésie froid. A RT, sous un stéréomicroscope, séparer vieille 3-7 jours mâle de mouches femelles et maintenir ces mouches dans des groupes de 40.
  3. Recueillir vol d'émetteur 1-2 jours avant d'effectuer l'expérience.
    1. Recueillir doucement Canton-S mixité vole de leurs bouteilles, en utilisant un aspirateur à bouche, le contrôle de leur nombre.
    2. Maintenir ces mouches dans le groupe de 60 à 100, car ils seront les émetteurs.
    3. Préparer autant d'échantillons d'émetteurs comme points de données nécessaires.
  4. Prévoyez au moins une nuit de récupération après la collecte des intervenants et des émetteurs, afin de minimiser tout effet de confusion de l'anesthésie froideet la collecte bouche d'aspiration sur le comportement.
  5. Ouvrez le sac de flacons d'essai, pour permettre l'air en plastique odeur fade dans le sac pour être remplacé par de l'air frais, au moins un jour avant l'expérience.

2 h avant d'effectuer l'expérience:

  1. Se assurer que la température dans la salle où l'expérience est réalisée est de l'ordre de 23 à 25 ° C, même avec la lumière et de l'humidité supérieure à 30%.
  2. Transférez les intervenants et les mouches émetteurs de fruits dans des flacons de produits alimentaires frais pour se assurer que ces mouches ne sont pas affamés.
  3. Laissez les mouches des fruits se adapter à l'environnement pendant 2 heures, sur le banc sur lequel l'expérience sera effectuée.

3. Effectuer l'expérience évitement social

  1. Effectuez chaque expérience au même moment de la journée, dans une gamme de 3-4 heures dans l'après-midi entre le temps Zeitgeber ZT5 et ZT9.
  2. Placez le labyrinthe en T sur le pavé de martèlement, et serrer la pince à vis de sorte til est ascenseur stable.
  3. Transfert vol d'intervenants dans un flacon de test frais. Aligner cette fiole contenant vol d'intervenants sur la partie supérieure de la T-labyrinthe.
  4. Inclinez l'appareil T-labyrinthe et appuyez sur le tapis battait si les mouches des fruits tombent dans l'ascenseur.
  5. Déplacez la partie supérieure de l'ascenseur pour descendre de sorte que les mouches sont entre la partie supérieure et inférieure de la T-labyrinthe, mais attention à garder l'ascenseur au-dessus du point de choix - pour empêcher les mouches de se échapper.
  6. Obtenir flacons avec DSO (voir la section 5 pour générer DSO sans flacons qui étaient auparavant occupés par les mouches).
    1. Alors que les vol d'intervenants se adaptent à ce nouvel environnement, placer vol d'émetteur dans un flacon de test.
    2. Placez un morceau de coton pour fermer le flacon de sorte que les mouches des fruits ne échappent pas.
    3. Mécaniquement agiter cette fiole sur un mini-tourbillon comme suit: vortex pendant 15 secondes, retirer la cuvette du vortex pendant 5 sec. Répétez trois fois pour un total de 55 sec.
    4. Remove vol d'émetteur du flacon frais - en transférant dans un flacon alimentaire - et rapidement placer cette fiole remplie DSO dans l'une des deux côtés de l'appareil T-labyrinthe.
    5. Alternez le côté de placement pour le flacon DSO pourvoir dans chaque nouvelle course.
  7. Placer un flacon d'essai frais de l'autre côté du labyrinthe en T.
  8. Apportez l'ascenseur complètement en bas, de sorte que les mouches des fruits peuvent choisir entre le flacon de test fraîche et le flacon de test avec DSO, et démarrer la minuterie.
  9. Laissez les mouches choisir entre le flacon et le flacon frais DSO, pendant 1 min, à moins d'indication contraire.
  10. Après 1 min, déplacer l'ascenseur jusqu'à séparer les mouches dans le flacon frais, DSO flacon, et ceux qui sont coincés dans l'ascenseur.
  11. Comptez le nombre de mouches dans chaque flacon, et dans l'ascenseur.
  12. Répétez cette opération pour chaque génotype / état.

4. Analyser les données évitement social

  1. Comptez le nombre de mouches des fruits dans chaque flacon pour chaque genotype, et transférer les données vers un tableur.
  2. L'utilisation d'un tableur, calculer l'indice de performance (PI) pour chaque génotype en soustrayant le nombre de mouches dans le flacon DSO à partir du nombre de mouches dans le flacon DSO-libre, puis en divisant par le nombre total de mouches.
  3. Comparez les moyens de le PiS l'aide du logiciel d'analyse statistique pour l'analyse des résultats.
    1. Idéalement, préparer 2-3 répétitions internes pour chaque expérience, et trois répétitions indépendantes, effectuées à des jours différents, avec différents bouteilles ou traverse 30.
    2. Utilisez la distribution des tests statistiques gaussiennes, que les données suivent une distribution normale.
    3. Lorsque l'essai d'un effet (ce est à dire, la densité - Figure 2), utiliser un ANOVA à une voie, avec post-test de comparaison multiple (colonne par colonne), ou un t-test simple de comparer chaque résultat à un contrôle.
    4. Lorsque expériences de groupe sont effectuées, tester les deux conditions et les sexes (les flacons vides, a souligné und mouches hors contrainte; et l'effet de genre - Figure 1), en utilisant une ANOVA à deux voies.

5. Générer flacons précédemment occupé par mouches atones - Effectuer Au lieu de 03.05 à 03.06

  1. Utilisez phototaxie pour préparer flacons occupés par des mouches qui ne ont pas été sollicitées, comme témoin.
  2. Transférez les mouches dans un flacon de test, et enclenchez dans l'appareil à contre-courant, avec des flacons frais vides dans la position opposée.
  3. Poser l'appareil horizontalement avec le flacon distale directement en face d'une lumière blanche froide fluorescente 15 W, et couvrir d'un drap noir.
  4. Laissez les mouches se déplacent doucement dans le flacon frais. Cela peut prendre plusieurs minutes. Une fois que la plupart des mouches marchent vers la lumière dans le flacon distale, démarrer le minuteur pendant 1 min.
  5. Retirez délicatement le tissu noir, changer l'emplacement de la lumière, de récupérer avec le drap noir, et permettent vol de quitter le flacon de test.
  6. A cette époque, initiate l'expérience de choix comme dans 3.2 à 3.5. Passer 3.6 et 3.7.
  7. Déplacer le curseur de l'appareil, afin de séparer les mouches qui a quitté le flacon de test à partir de l'autre côté.
  8. Utilisez le flacon de test libéré dans le labyrinthe en T tout de suite pour l'expérimentation des choix, comme dans 3.7.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Le test d'évitement social est un test robuste quantifier la capacité de Drosophila melanogaster de reconnaître un signal de stress (DSO) émis par d'autres mouches, et d'évaluer ainsi un aspect des interactions sociales. Le test est effectué en utilisant un appareil couramment utilisé dans divers essais de comportement connus comme un labyrinthe en T, qui présentent les mouches avec un choix entre deux options différentes - gauche ou à droite 19,28-31. Dans ce cas, l'efficacité avec laquelle les mouches éviter l'ASM est quantifiée en calculant et en comparant leur Indice de performance (PI). A PI de zéro indique une répartition 50-50 ou pas éviter, tandis qu'une PI de 100 indique que toutes les mouches éviter l'ASM. Et un IP de -100 indiquerait que toutes les mouches sont allés à l'intérieur du flacon DSO.

Les mouches sont présentés avec un flacon contenant DSO émis par les mouches mécaniquement agités, et une nouvelle (DSO-gratuit) flacon. Les résultats représentatifs présentées ici soulignent l'strength de cet essai, ainsi que des conditions connues nécessaires à l'obtention de meilleurs résultats.

Prévention des DSO ne est pas le sexe spécifique, mais dépend de mouches étant souligné. Le sexe des répondants vol n'a pas d'effet sur ​​leur éviter de DSO (Figure 1). Cependant, il ne est pas suffisante pour les mouches à avoir occupé le flacon de test pour provoquer une évasion de cette fiole, les mouches doivent avoir été souligné - dans ce cas agité mécaniquement (Figure 1). Si pas de mouches avaient occupé le flacon de test, ou si les mouches ont entré et a quitté le flacon sans contrainte en utilisant phototaxie, les intervenants suscitent pas de préférence comme cela a été indiqué précédemment 19.

Bien que la figure 1 reproduit les résultats connus, il est également un exemple du type de données obtenues dans des conditions sous-optimales. Avec seulement 2-5 répétitions internes, et aucun essai indépendants, les barres d'erreur représentent la gamme. Cependant, il existe une importante diffèrentrence entre les flacons précédemment occupées par les mouches et les mouches stressées non stressé ou vide, comme indiqué précédemment 19. Dans ce contexte, les mouches affichent toujours une forte PI d'évitement. Cela met en évidence la robustesse de l'analyse. En outre, le PI pour le choix entre deux flacons frais est négatif (différent de 0, pour les femelles p <0,05, et mis en commun sexe p <0,01). Ceci indique une préférence pour un côté du labyrinthe en T, ou un biais dû à la petite taille de l'échantillon. Cette limitation peut être contrecarré par l'alternance du côté sur lequel le flacon de test est placé sur le labyrinthe en T dans les répétitions internes, comme cela se fait dans les expériences ultérieures présentées.

Malgré l'absence d'effet du sexe dans la réponse à l'ASM, les intervenants ont été séparés par sexe pour prévenir les effets de confusion possibles. Par exemple, dans le cas de mutations qui pourraient avoir des effets spécifiques au sexe, telles que celles affectant les gènes impliqués dans la signalisation olfactif 36. Les representati suivants ve résultats se concentrent sur intervenants masculins, et les émetteurs de sexe mixtes.

Prévention des DSO est indépendant du nombre de répondeurs mouches testés.

Des expériences antérieures 19 ont utilisé un niveau de 40 Canton-S mouches à tester évitement social, qui a montré une forte PI, indiquant que la plupart des mouches ont préféré le flacon DSO sans frais. Pour tester l'effet de la taille du groupe sur la PI des intervenants, une gamme de 10 à 80 mouches a été testée, comme on le voit dans la figure 2. Un minimum de deux essais indépendants et trois répétitions internes par essai a été réalisé. Un t-test a montré aucune signification statistique lorsque l'on compare la PI de chacun des différents nombre de répondants mouches à l'indice de performance de la commande (quarante intervenants mouches). Ainsi, le nombre de répondants vol n'a pas d'effet sur la PI du DSO évitement et l'effet que les mutations ont sur l'évitement peuvent être testés, même si mutants sont disponibles en petits nombres.

ent "> Augmentation du nombre d'émetteurs vole conduit à l'évitement plus élevé de DSO.

Pour déterminer la mesure dans laquelle le nombre de vol d'émetteur affecté le DSO et son évitement, nous avons également testé l'effet de la quantité de mouches stressées. Dans les expériences passées, et 19 ce protocole, ont utilisé une norme de 70 Canton-S mouches. Nous avons testé aujourd'hui 10-160 vol d'émetteur (figure 3). La performance de l'évitement est directement liée au nombre d'émetteurs, bien qu'il n'y ait pas d'augmentation de l'évasion de plus de 80 émetteurs. Fait intéressant, une évasion importante a été toujours détecté avec seulement 10 ont souligné mouches. Encore une fois, cela permettrait de tester les capacités d'émission de quelques mouches à la fois.

Fond génétique affecte la performance d'évitement DSO.

Drosophila melanogaster est un organisme modèle forte pour les études génétiques. Il était donc important de déterminer si le test pourrait être utilisé pour DISCRiminate différents fonds génétiques. La réponse de quatre types différents sauvages a été mesurée (Canton-S, Oregon-R, Samarkand et Elwood) par rapport à leur éviter des DSO émis par Canton-S (Figure 4). Canton-S et Elwood ont un IP supérieur à celui de l'Oregon et de Samarkand (p <0,05). Ces résultats démontrent qu'il existe une composante génétique sous-jacente l'évitement de l'ASM, et que cet essai a le pouvoir d'effectuer une étude de cette influence génétique.

Durée de choix affectent les performances.

L'ensemble de données représentatives présenté dans les figures 1, 2, 3 et 4 illustrent aussi l'effet de la durée de temps donné aux intervenants de décider qui ils évitent fiole. Lorsque intervenants Canton-S sont donnés 30 à 45 secondes pour choisir leur flacon préféré, ils atteignent généralement performances autour de Pi = 55 (Figure 2, respectivement PI hommes= 57 ± 2; et 52 ± 11). Lorsqu'il est administré 60 sec, leur rendement est plus élevé, comme on le voit sur ​​la figure 4 (PI = 77 ± 6,5).

Figure 1
Figure 1. Prévention des DSO ne est pas le sexe spécifique, mais dépend de mouches étant souligné. Les graphiques à barres représentent la plage de ± moyenne de la PI de l'évitement d'un flacon de l'odeur de stress laissé par les mouches agités (DSO). Hommes (en rouge) et les femmes (orange) ont été testés ensemble (marron), puis comptées après l'expérience. Les mouches résultats semblables, indépendamment de leur sexe (ANOVA à deux voies). Mais ils ne éviter un flacon DSO-rempli dans lequel les mouches avaient été souligné précédemment (agitation mécanique), et non un flacon dans lequel les mouches ne avaient pas été souligné (entrant et sortant du flacon par phototaxie, p <0,05, comparaison multiple post Tukey test), ou un flacon frais (p <0,001, comparaison multiple post-test de Tukey). EnDe plus, il n'y avait aucune différence statistique entre le flacon fraîche et conditions de mouches non stressés, malgré un biais l'expérience flacon frais - n = 2-5 réplique avec 40 mixité vole chacun, avec 45 secondes de temps de choix (n = 3 pour frais flacons, n = 2 pour flacon avec les fichiers non-stress, n = 5 pour flacon avec des mouches stressées).

Figure 2
Figure 2. Prévention des DSO est indépendant du nombre de mouches testés. Représentant données montre que le nombre de Canton-S répondeurs mouches dans le labyrinthe en T n'a pas d'effet sur ​​l'évitement social de la DSO. Responder mouches ont été donnés 30 secondes pour choisir entre un flacon frais et un flacon contenant DSO (n = 2-6 répétitions par essai internes, 1-2 essais, minimum de cinq points de données par état, graphiques à barres représentent la moyenne ± sem)

Figure 3

Figure 4
Figure 4. Temps de choix et le patrimoine génétique des mouches des fruits affecter la réponse à DSO. Canton-S et les génotypes Elwood affichent une plus forte prévention de la DSO de l'Oregon et Samarkand (p <0,05 *, comparant à Canton-S t-test). Responder mouches ont reçu une min. de décider entre un flacon frais et un flacon contenant DSO (n = 4-5 répétitions internes par essai, deux essais indépendants, graphiques à barres représentent la moyenne ± sem)

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Ce protocole décrit une procédure détaillée pour le test d'évitement social. Canton-S sera seulement d'éviter un flacon dans lequel vole ont déjà été sollicitées mécaniquement, et que le sexe et le nombre d'intervenants ne affecte pas que la performance d'évitement social. Cependant, fond génétique des intervenants a une influence majeure.

Voici plusieurs étapes critiques pour réaliser cette expérience avec succès: 1) transférer toujours les mouches 2 h avant l'expérience et assurez-vous de ne pas perturber leur environnement; 2) faire l'expérience toujours au même moment de la journée, idéalement entre le temps Zeitgeber ZT5 (heures après l'apparition de la lumière) et de réduire ZT9 variation de la performance liée à rythme circadien et ainsi possible variation des niveaux de locomotion et d'activité; 3) noter les conditions de température et d'humidité lors de l'exécution de l'expérience; une température d'environ 23-25 ​​° C et une humidité supérieure à 30% sont les meilleures; 4) veiller à ne pas disturb l'appareil T-labyrinthe pendant le temps mouches de décision; 5), veillez à aérer les flacons frais au moins 24 heures avant de les utiliser; et 6) au cours de l'expérience, il est toujours important de modifier l'emplacement de la fiole de test dans le dispositif en labyrinthe en T pour éviter la préférence à un côté de la T-labyrinthe. Bien que les tests supplémentaires doivent être effectuées pour confirmer cela, de façon empirique, il semble que l'ASM échappe à la «stress» flacon en moins de 5 min. En revanche, il semble que les mouches sont capables d'émettre le DSO jusqu'à 1 heure après avoir été souligné.

Il ya plusieurs considérations qui doivent être prises en compte dans le protocole. La corrélation entre l'âge de la mouche et social évitement est actuellement inconnu. Par conséquent, il est recommandé de réaliser l'expérience avec pas plus de deux semaines vieilles mouches à 25 ° C, que les changements de comportement liés au vieillissement ne apparaissent pas avant que 37 ans. Mouches accouplées (sexes mixtes logés) sont collectées pour l'expérience queon ne sait pas comment le DSO émission est affectée par l'état d'accouplement des mouches. Bien que la sortie comportementale de DSO évitement ne est pas affectée par le sexe, les circuits du cerveau sous-jacent peut être un dimorphisme sexuel, et il est conseillé de ne pas mélanger les mouches mâles et femelles. Enfin, une réduction du nombre de mouches émetteur conduit à une diminution de l'évitement, probablement liée à une diminution totale DSO émise. Cependant, assez DSO est toujours présent avec seulement 10 mouches, conduisant à un évitement robuste et reproductible.

Réduction du temps de décision des intervenants mouches de 60 sec à 30 sec, se traduit également par une réduction de la PI pour Canton-S vole. Ceci peut être utilisé comme un outil pour faire de la discrimination ou des mutations dans des conditions qui vole de meilleurs résultats que Canton-S. Ainsi, dans son état actuel, le test d'évitement social peut être utilisé comme un paradigme comportemental pour tester l'effet des gènes et de l'environnement sur DSO évitement. Après avoir maîtrisé la technique, les prochaines étapes peuvent être prisesd'intégrer le temps de décision idéale pour DSO évitement et le nombre exact de vol d'émetteurs qui doivent être utilisés pour obtenir le test d'évitement social pour fonctionner de manière optimale.

Une limitation qui se poserait dans des mutants de test peut se produire si les intervenants ont une mauvaise locomotion. Déterminer expérimentalement un temps plus long de choix pour ces mutants peuvent contrer cette mauvaise locomotion. De même, les mouches avec déficiences sensorielles qui pourraient empêcher la détection de CO 2 - une composante majeure de l'ASM ou l'autre composante inconnue de l'ASM ne seraient pas en mesure d'être testé dans cet essai.

Il ne existe actuellement aucun autre test permettant la quantification de cette réponse. Bien qu'il ait été démontré que le CO 2 est un composant de l'ASM 19, d'autres composants du signal, ainsi que des neurotransmetteurs impliqués dans le choix fait pour éviter d'autres sujets stressés ne ont pas encore été déterminées. De même, le mécanisme qui entraîne le flies pour émettre l'ASM ne est pas connu. Ce dosage peut actuellement être utilisé comme un test de diagnostic paillasse supplémentaire de détermination du profil comportemental sociale globale et d'un mutant ou d'un traitement de l'environnement. Par exemple, on peut comparer et contraster la quantification de l'espace social, ce est à dire, la distance du plus proche voisin 23, à l'évitement social de mouches stressées. Les deux comportements nécessitent de répondre à la présence d'autres personnes, et de prendre la décision de se rapprocher ou de les éviter. Ce sont des moyens très simples mais puissants pour disséquer les circuits du cerveau et de neurotransmetteurs impliqués. Ces paradigmes comportementaux ont également un énorme potentiel d'être utilisé à des fins de dépistage.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Stereo Zoom Microscope  Nikon   SMZ-645 Any other standard scope for fly handling would work
Small paint brushes  for pushing flies
Porous Polyethylene, 12" x 12" Sheet Flystuff - Genesee 46-100 http://www.flystuff.com/ProductInfo.php?productID=46-100
Porous Plastic sheet for the cold anesthesia box
Mini-Alarm Timer/Stopwatch
Sharpie pens
Adhesive Tape
Mini vortex Fisher 14-955-151  http://www.fishersci.com/ecomm/servlet/itemdetail
For mechanical agitation of the flies - any vortex would work.
Corning Life Sciences DL No.:352017, Falcon test tube; round bottom; disposable; no closure, 14 ml; 17 x 100 mm Fisher 14-959-8    http://www.fishersci.com/ecomm/servlet/itemdetail?storeId=10652&langId=-1&catalogId=29104&productId=2771811&distype=0&highlightProductsItemsFlag=Y&fromSearch=1&searchType=PROD&hasPromo=0
These snap in place in the in-house made T-maze and counter-current apparatus (see text)
cotton balls to close the vials after the experiment.
trifold board and white bench cover to provide a white background, and a homogeneous light.
white bench cover
pounding pad any mouse pad works.
large black cloth to cover the counter-current apparatus in phototaxis response.
cool-white light  Home Depot 1000516563 http://www.homedepot.ca/product/illume-26-fluorescent-plug-in-linear/911423
any similar linear light with fluorescent light bulb cool-white at 13-15 W would work

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Fry, S. N., Rohrseitz, N., Straw, A. D., Dickinson, M. H. TrackFly: virtual reality for a behavioral system analysis in free-flying fruit flies. J Neurosci Methods. 171, 110-117 (2008).
  2. Slawson, J. B., Kim, E. Z., Griffith, L. C. High-resolution video tracking of locomotion in adult Drosophila melanogaster. J Vis Exp. 24, 1096 (2009).
  3. Dankert, H., Wang, L., Hoopfer, E. D., Anderson, D. J., Perona, P. Automated monitoring and analysis of social behavior in Drosophila. Nat Methods. 6, 297-303 (2009).
  4. Branson, K., Robie, A. A., Bender, J., Perona, P., Dickinson, M. H. High-throughput ethomics in large groups of Drosophila. Nat Methods. 6, 451-457 (2009).
  5. Simon, J. C., Dickinson, M. H. A new chamber for studying the behavior of Drosophila. PLoS One. 5, 8793 (2010).
  6. Wang, L., Dankert, H., Perona, P., Anderson, D. J. Inaugural Article: A common genetic target for environmental and heritable influences on aggressiveness. in Drosophila. Proceedings of the National Academy of Sciences. 105, 5657-5663 (2008).
  7. Schneider, J., Dickinson, M. H., Levine, J. D. Social structures depend on innate determinants and chemosensory processing in Drosophila. Proceedings of the National Academy of Sciences. 2, 17174-17179 (2012).
  8. Miyamoto, T., Amrein, H. Suppression of male courtship by a Drosophila pheromone receptor. Nat Neurosci. 11, 874-876 (2008).
  9. Villella, A., Hall, J. C., Jeffrey, C. H. Chapter 3 Neurogenetics of Courtship and Mating in Drosophila. Advances in Genetics. 62, 67-184 (2008).
  10. Ejima, A., Griffith, L. C. Courtship Initiation Is Stimulated by Acoustic Signals in Drosophila melanogaster. PLoS ONE. 3, 3246 (2008).
  11. Mery, F., et al. Public Versus Personal Information for Mate Copying in an Invertebrate. Current Biology. 19, 730-734 (2009).
  12. Montell, C. A taste of the Drosophila gustatory receptors. Curr. Opin. Neurobiol. 19, 345-353 (2009).
  13. Billeter, J. -C., Atallah, J., Krupp, J. J., Millar, J. G., Levine, J. D. Specialized cells tag sexual and species identity in Drosophila melanogaster. Nature. 461, 987-991 (2009).
  14. Krupp, J. J., et al. Social experience modifies pheromone expression and mating behavior in male Drosophila melanogaster. Curr Biol. 18, 1373-1383 (2008).
  15. Kent, C., Azanchi, R., Smith, B., Formosa, A., Levine, J. D. Social context influences chemical communication in D. melanogaster males. Curr Biol. 18, 1384-1389 (2008).
  16. Levine, J. D., Funes, P., Dowse, H. B., Hall, J. C. Resetting the Circadian Clock by Social Experience in Drosophila melanogaster. Science. 298, 2010-2012 (2002).
  17. Ganguly-Fitzgerald, I., Donlea, J., Shaw, P. J. Waking Experience Affects Sleep Need in Drosophila. Science. 313, 1775-1781 (2006).
  18. Billeter, J. -C., Levine, J. D. Who is he and what is he to you? Recognition in Drosophila melanogaster. Curr. Opin. Neurobiol. 23, 17-23 (2013).
  19. Suh, G. S., et al. A single population of olfactory sensory neurons mediates an innate avoidance behaviour in Drosophila. Nature. 431, 854-859 (2004).
  20. Bonini, N. A Tribute to Seymour Benzer 1921-2007. 180, 1265-1273 (2008).
  21. Castermans, D., et al. The neurobeachin gene is disrupted by a translocation in a patient with idiopathic autism. Journal of Medical Genetics. 40, 352-356 (2003).
  22. Medrihan, L., et al. Neurobeachin, a protein implicated in membrane protein traffic and autism, is required for the formation and functioning of central synapses. J Physiol. 587, 5095-5106 (2009).
  23. Simon, A. F., et al. A simple assay to study social behavior in Drosophila: measurement of social space within a group. Genes Brain Behav. 11, 243-252 (2012).
  24. Venkatesh, T., et al. Cold Spring Harbor Meeting: From Molecules to Circuit Behavior. , Cold Spring Harbor Laboratories. Cold Spring Harbor, NY. (2013).
  25. Hamilton, P. J., et al. De novo mutation in the dopamine transporter gene associates dopamine dysfunction with autism spectrum disorder. Mol Psychiatry. 18, 1315-1323 (2013).
  26. Gadow, K. D., et al. Association of dopamine gene variants, emotion dysregulation and ADHD in autism spectrum disorder. Research in Developmental Disabilities. 35, 1658-1665 (2014).
  27. Fernandez, R. W., Akinleye, A. A., Nurilov, M., Rouzyi, Z., Simon, A. F. 54th Annual Drosophila Research Conference, , (2014).
  28. Ali, Y. O., Escala, W., Ruan, K., Zhai, R. G. Assaying Locomotor, Learning, and Memory Deficits in Drosophila Models of Neurodegeneration. J Vis Exp. , 2504 (2011).
  29. Connolly, J. B., Tully, T. Drosophila: A Practical Approach. Roberts, D. B. 1, IRL. New York, NY. 265-317 (1998).
  30. Tully, T., Quinn, W. G. Classical-conditioning and retention in normal and mutant Drosophila melanogaster. J Comp Physiol [A]. 157, 263-277 (1985).
  31. Krashes, M. J., Waddell, S. Drosophila Aversive Olfactory Conditioning. Cold Spring Harbor Protocols. 2011, (2011).
  32. Ejima, A., Griffith, L. C. Ch. 30. Drosophila Neurobiology, A Laboratory Manual. Zhang, B., Freeman, M. R., Waddell, S. , Cold Spring Harbor Laboratory Press. Cold Spring, NY. 475-481 (2010).
  33. Benzer, S. Behavioral mutants of Drosophila melanogaster isolated by countercurrent distribution. PNAS. 58, 1112-1119 (1967).
  34. Simon, A. F., Shih, C., Mack, A., Benzer, S. Steroid control of longevity in Drosophila melanogaster. Science. 299, 1407-1410 (2003).
  35. Vaux, D. L. Research methods: Know when your numbers are significant. Nature. 492, 180-181 (2012).
  36. Stowers, L., Logan, D. W. Sexual dimorphism in olfactory signaling. Curr. Opin. Neurobiol. 20, 770-775 (2010).
  37. Simon, A. F., Liang, D. T., Krantz, D. E. Differential decline in behavioral performance of Drosophila melanogaster with age. Mechanisms of Ageing and Development. , 127-647 (2006).

Tags

Neuroscience Numéro 94 le comportement social évitement social, Stress Odorant - DSO appareils T-labyrinthe neurogénétique
Essai simple pour la quantification de l&#39;évitement social en<em&gt; Drosophila melanogaster</em
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Fernandez, R. W., Nurilov, M.,… More

Fernandez, R. W., Nurilov, M., Feliciano, O., McDonald, I. S., Simon, A. F. Straightforward Assay for Quantification of Social Avoidance in Drosophila melanogaster. J. Vis. Exp. (94), e52011, doi:10.3791/52011 (2014).

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