Waiting
Login processing...

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

Neuroscience

Enkel analyse for Kvantifisering av Social Avhold i 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

Målet med denne metoden er for enkelt å kvantifisere et nytt aspekt av enkel sosial atferd i Drosophila melanogaster, uavhengig fra frieri og aggresjon.

Sosiale interaksjoner er avgjørende for riktig utvikling og helse av individer i et samfunn, samt funksjonaliteten til en sosial gruppe som helhet. Den høye kompleksiteten av disse interaksjonene nødvendig store utvalgsstørrelser og et system som gjør det mulig for forenkling av atferd som de genetiske og nevrale grunnlaget for sosial atferd er fortsatt dårlig forstått. Drosophila melanogaster er en kraftig genetisk modell som kan brukes til å identifisere den genetiske og nevrale grunnlaget for sosial interaksjon. Ja, D. melanogaster har et repertoar av komplekse sosiale atferd og noen direkte målinger av sosialisering har allerede blitt gjort 1-7. Men de fleste av disse tiltakene har vært fokusert på relativt komplekse sosiale atferd, for eksempel aggresfattende interaksjoner 3,6, ulike aspekter av frieri 3,8-12, og hvordan sosial opplevelse påvirker andre atferd som for eksempel læring, eller døgnrytmen 13-17. I tillegg er mange av disse analyser er avhengige av å analysere komplekst samspill mønstre av grupper av fluer, ved hjelp av video sporing og dataprogram for å analysere den resulterende overflod av data. Slike analyser er uvurderlig, og føre til viktig ny innsikt som dynamikken i fly-fly interaksjoner i grupper 7. En begrensning er imidlertid utilgjengelighet av disse analysene til samfunnet for øvrig, og den begrensede kunnskap om mekanismene bak anerkjennelse av andre. Med andre ord, er grunnlaget for avgivelse av et signal ved hjelp av en individuell og dens gjenkjennelse av en annen fremdeles dårlig forstått 18.

I kontrast, flyr også vise en enkel atferd, sosial unngåelse, der enkeltpersoner å bevege seg bort fra et signal som sendes ut av stresset fluer: D. Melanogaster Stress Odoranten eller DSO 19. I en high-throughput-analysen, kan dette problemet bli kvantifisert som unngåelse av en stress-signal som sendes ut fra andre fluer, eller sosial unngåelse 19. Fluer er plassert i en T-labyrint apparat og gitt et valg for å unngå et hetteglass inneholdende DSO. Ved hjelp av denne analyse, ble CO 2 vist å være en komponent av DSO, og en del av det nevrale kretser er nødvendig for å svare til CO 2 ble dissekert 19.

Den sosiale unngåelse analysen som presenteres her er lik konseptuelt til de enkle atferdsanalyser utviklet i Seymour Benzer laboratorium som aktiverte generasjoner av forskere for å dissekere komplekse atferd 20. Analyse av sosial unngåelse kan utføres på en kostnadseffektiv måte ved å bruke T-labyrint-analyse, slik at for mer omfattende studie av sosial adferd. For eksempel bruker denne analysen vi nylig vist at ulike genetiske risiko for autisme har kontrasterende effekter i sosiale behavior analyser. Mutanter for en kandidat genet for autisme - neurobeachin 21,22 - nåværende mangler både i det sosiale rom (beskrevet andre steder 23) og sosial unngåelse 24. Unormal dopaminerge signalering er også foreslått å spille en rolle i etiologien av autisme hos mennesker 25,26. I motsetning til de resultatene som er oppnådd med neurobeachin, fant vi at sosial unngåelse ytelsen var upåvirket av økt eller redusert nivå av Drosophila Vesicular monoamine Transporter (VMAT) i dopaminerge celler, selv om det sosiale rom var direkte korrelert til disse nivåene av VMAT 27. De kontrasterende resultater oppnådd med neurobeachin og VMAT underst muligheten for å identifisere ulike former for asocial oppførsel, og dermed på de forskjellige underliggende nevrale kretser moduler responsen til andre.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. Utstyr og reagenser opprettet i huset (Se Liste over Material for andre)

  1. Forberede en Drosophila kald anestesi apparat for å utføre fly arbeid.
    1. Skjær en porøs polyetylen ark til å dekke en liten plastboks (12,7 cm lang, 10,2 cm bred), typisk toppdekselet på en pipettespissene boks (12,7 cm lang, 10,2 cm bred, 3,8 cm dyp).
    2. Fyll boksen med knust is, dekk med den porøse plastfolie.
  2. Forberede en T-labyrint apparat; tilpasse anordningen som tidligere er beskrevet i detaljer 28-31.
  3. Forberede en flue aspirator som beskrevet 32.
  4. Forberede en phototaxis beredskapsapparatet å fortrenge fluer i og ut av test ampuller uten stress:
    1. Bruke et motstrømsapparat, som beskrevet av 29,33.

MERK: T-labyrint kan også brukes for andre formål, som beskrevet av 28.

  1. Sikre homogeneous lysforhold: utføre eksperimentet på en benk dekket med en hvit benk cover, og foran en hvit bord.
    MERK: For disse eksperimentene, flue stammene som ble brukt var Drosophila melanogaster vill-typer: Canton-S, Oregon og Samarkand flyr fra våre laboratorie bestandene 34; Elwood fluer ble samlet inn høsten 2011 i Elwood området i Huntington, på Long Island, New York, USA.

2. Forbereder Fluenes før Experiment

1-2 dager før du utfører forsøket:

  1. Opprettholde fluer på standard cornmeal-agar-melasse-gjær medium ved 25 ° C på en 12 timers lys / mørke-syklusen.
  2. Samle responder fluer under kaldt anestesi 1-2 dager før du utfører eksperimentet
    1. Overfør fluene fra flaskene i hvilket de er blitt hevet til 50 ml Falcon-rør, ved hjelp av en trakt.
    2. Plasser falk tube med fluer under is nivå, i enisolert isen bøtte.
    3. Plasser den kalde anestesi apparat med knust is på -4 ° C til chill.
    4. Vent 5 min for fluene å angi en chill koma.
    5. Overfør fluene på den porøse polyetylen folie av den kalde anestesiapparat.
    6. Samle responder fluer på den kalde anestesi apparat. Ved RT, under en stereomikroskop, skille 3-7 dager gammel mann fra kvinnelige fluer og vedlikeholde disse fluene i grupper på 40.
  3. Samle emitter fluer 1-2 dager før du utfører forsøket.
    1. Forsiktig samle Canton-S mixed-sex flyr fra sine flasker, ved hjelp av en munn aspirator, kontrollerende for deres tall.
    2. Opprettholde disse fluene i gruppe med 60-100, ettersom de vil være de emittere.
    3. Forberede så mange prøver av emittere som datapunkter som trengs.
  4. La det være minst en natt med bedring etter samling av de respondere og emittere, for å minimalisere eventuelle konfunderende effekt av den kalde anestesiog munn aspirator samling på atferd.
  5. Åpne posen av testampuller, for å tillate bedervet plastluktende luft i posen å bli erstattet av frisk luft, minst en dag før eksperimentet.

2 timer før du utfører forsøket:

  1. Sikre at temperaturen i rommet hvor forsøket blir utført er rundt 23-25 ​​° C, med jevnt lys og fuktighet over 30%.
  2. Overfør respondere og emittere fruktfluer i fersk mat hetteglass for å sikre at disse fluene ikke er utsultet.
  3. La fruktfluer justere til miljøet i 2 timer, på benken som forsøket blir utført.

3. Utføre Social Avoidance Experiment

  1. Utfør hvert forsøk på samme tid på dagen, i et utvalg av 3-4 timer på ettermiddagen mellom zeitgeber tid ZT5 og ZT9.
  2. Plasser T-labyrint på pounding pad, og stram skruen klippet så tHan Heisen er stabil.
  3. Overfør responder fluer i en fersk test hetteglass. Knipse dette hetteglass som inneholder responder fluer på den øverste delen av T-labyrint.
  4. Skrå T-labyrint apparat og trykk på det på den bankende matte så frukt fluer faller i heisen.
  5. Bevege den øvre del av elevatoren ned slik at fluene er mellom den øvre og nedre delen av T-labyrint, men ta hensyn til å holde elevatoren ovenfor valget punkt - for å hindre at fluer fra å unnslippe.
  6. Skaffe ampuller med DSO (se avsnitt 5 for å generere DSO frie ampuller som tidligere var okkupert av fluer).
    1. Mens responder fluer er justert for dette nye miljøet, plassere emitter fluer i en test hetteglass.
    2. Legg et stykke bomull for å lukke flasken så frukt fluer ikke unnslippe.
    3. Mekanisk agitere denne hetteglasset på en mini-vortex som følger: vortex for 15 sek, fjerne glasset fra vortex i 5 sek. Gjenta tre ganger for totalt 55 sek.
    4. Remove emitter flyr ut av fersk ampulle - ved overføring i en mat ampulle - og raskt å plassere denne DSO fylt ampulle i en av de to sider av den T-labyrint apparat.
    5. Veksle side av plassering for DSO fylt hetteglasset i hver nye løp.
  7. Plassere en frisk prøvehetteglass på den annen side av T-labyrint.
  8. Ta heisen helt ned, slik at fruktfluer kan velge mellom fersk test hetteglasset og testampulle med DSO, og starter tidtakeren.
  9. La fluene velge mellom fersk ampulle og DSO ampulle, i 1 min, med mindre annet er angitt.
  10. Etter 1 min, flytte heisen opp for å skille fluene i frisk hetteglass, DSO hetteglass, og de som sitter fast i heisen.
  11. Telle antall fluer i hvert hetteglass, og i heisen.
  12. Gjenta dette for hver genotype / tilstand.

4. Analysere Social Avoidance data

  1. Telle antall frukt fluer i hvert hetteglass for hver genotype, og overføre dataene til et regneark.
  2. Ved hjelp av et regnearkprogram, beregne Performance Index (PI) for hver genotype ved å trekke antall fluer i DSO hetteglass fra antall fluer i DSO-fri hetteglass, og deretter dele på totalt antall fluer.
  3. Sammenligne PI 'betyr å bruke statistisk analyse programvare for analyse av resultatene.
    1. Ideelt forberede 2-3 interne rapporter for hvert forsøk, og tre uavhengige rapporter, utført på ulike dager, med forskjellige flasker eller krysser 30.
    2. Bruk Gaussian distribusjon statistiske tester, da dataene følger en normalfordeling.
    3. Ved testing av en virkning (dvs. tetthet - figur 2) ved å bruke en enveis ANOVA med post-test for multiple sammenlignings (kolonne for kolonne), eller en enkel t-test for å sammenligne hvert resultat til en kontroll.
    4. Når gruppeeksperimenter utføres, teste begge forholdene og kjønn (tomme hetteglass, understreket end un-stresset fluer; og kjønn effekt - figur 1), ved hjelp av en to-veis ANOVA.

5. Generer Ampuller tidligere okkupert av trykksvake Flies - Utfør stedet for 03.05 til 03.06

  1. Bruk phototaxis å forberede ampuller okkupert av fluer som ikke er stresset, som en kontroll.
  2. Overfør fluer i en test hetteglass, og smekk den inn i motstrøms-apparat, med ferske tomme ampuller i motsatt posisjon.
  3. Lå apparatet horisontalt med den distale hette rett foran en 15 W fluorescerende kjølig hvitt lys, og dekk med en svart klut.
  4. La fluene forsiktig bevege seg i frisk hetteglass. Dette kan ta flere minutter. Når de fleste av fluene går mot lyset i distal hetteglass, starter tidtakeren for 1 min.
  5. Fjern forsiktig svart stoff, slå plasseringen av lyset, gjenopprette med den svarte klut, og la fluene å forlate testampulle.
  6. På den tiden jegnitiate valget eksperiment som 3,2 til 3,5. Hopp 3.6 og 3.7.
  7. Flytt glidebryteren av apparatet, for å skille de flyr som fraflyttede testen hetteglass fra den andre siden.
  8. Bruk fraflyttet testampulle i T-labyrint med en gang for valget eksperiment, som i 3.7.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Den sosiale unngåelse analysen er en robust test kvantifisere evne Drosophila melanogaster å gjenkjenne en stress-signal (DSO) sendes ut fra andre fluer, og dermed vurdere ett aspekt av sosiale interaksjoner. Analysen er utført ved hjelp av et apparat som vanligvis brukes i ulike adferdsanalyser kjent som en T-labyrint, som presenterer fluene med et valg mellom to ulike alternativer - venstre eller høyre 19,28-31. I dette tilfellet, er effektiviteten ved hvilken fluene unngå DSO kvantifiseres ved å beregne og sammenligne deres ytelse indeks (PI). En PI på null indikerer en 50-50 fordeling eller ingen unngåelse, mens en PI på 100 tilsier at alle fluene unngått DSO. Og en PI på -100 skulle tilsi at alle fluene gikk inne i DSO hetteglasset.

Fluene blir presentert med en hetteglass med DSO slippes ut av mekanisk omrørte fluer, og en frisk (DSO-free) hetteglass. Representative resultatene presenteres her understreke styrke aluminiumsrørh av denne analysen, så vel som noen kjente betingelser er nødvendige for å oppnå de beste resultater.

Unngåelse av DSO er ikke sex spesifikke, men er avhengig av fluer blir stresset. Sex av responder fluer har ingen effekt på deres unngåelse av DSO (figur 1). Det er imidlertid ikke tilstrekkelig for fluer å ha opptatt testflaske for å utløse en unngåelse av at ampullen skal fluene er blitt understreket - i dette tilfellet mekanisk agitert (figur 1). Hvis ingen fluer hadde okkupert testen hetteglass, eller hvis fluene har lagt inn og gått ut av hetteglasset uten stresset hjelp phototaxis, de reagerer lokke fram noen preferanse som tidligere ble rapportert 19.

Selv Figur 1 gjengir kjente resultater, er det også et eksempel på den type data innhentet med sub-optimale forhold. Med bare 2 til 5 interne rapporter, og ingen uavhengige forsøk, at feilfeltene representerer serien. Det er imidlertid en vesentlig forskjelliglen mellom ampuller tidligere okkupert av stresset fluer og ikke-stresset fluer eller tom, som tidligere rapportert 19. I denne sammenheng fluene fortsatt vise en sterk PI for unngåelse. Dette understreker hvor robust analysen. I tillegg er PI for valg mellom to friske ampuller negative (forskjellig fra 0, for hunner p <0,05, og slått sammen sex p <0,01). Dette indikerer en preferanse for den ene siden av T-labyrint, eller en skjevhet på grunn av en liten prøvestørrelse. Denne begrensning kan motvirkes ved å alternere den side på hvilken test ampulle anbringes på T-labyrint i de interne replikater, som gjøres i de etterfølgende eksperimenter er presentert.

Til tross for mangelen på sex effekt i responsen på DSO, ble respondere atskilt med sex for å hindre mulige konfunderende effekter. For eksempel, i tilfelle av mutasjoner som kan ha kjønnsspesifikke effekter, for eksempel de som påvirker gener involvert i olfaktorisk signale 36. Følgende representati ve resultater fokus på mannlige respondere, og blandet sex emittere.

Unngåelse av DSO er uavhengig av antallet av respons fluer som ble testet.

Tidligere eksperimenter 19 har brukt en standard på 40 Canton-S flyr i å teste sosial unngåelse, som viste en høy PI, noe som indikerer at de fleste fluer foretrakk den friske DSO frie hetteglass. For å teste effekten av gruppestørrelse på PI av responderne, ble et område på 10-80 fluene undersøkt, som vist i figur 2. Et minimum av to uavhengige forsøk og tre indre replikater pr forsøk ble utført. En t-test viste ingen statistisk signifikans ved sammenligning av Pl for hver av de forskjellig antall responder fluer til virkningsindeksen til kontrollen (førti responder fluer). Således antall fluer responder har ingen effekt på den PI av DSO unngåelse og den virkning at mutasjoner har på unngåelse kan testes selv om mutanter er tilgjengelige i små mengder.

ent "> Høyere antall emittere flyr fører til høyere unngåelse av DSO.

For å bestemme i hvilken grad antallet emitter fluer påvirket DSO og dens unngåelse, vi også testet effekten av mengden stresset fluer. I siste forsøk 19, og denne protokollen, har brukt en standard på 70 Canton-S fluer. Vi har nå testet 10-160 emitter fluer (figur 3). Ytelsen til unngåelse er direkte relatert til antall emittere, selv om det ikke er noen økning i unngåelse med mer enn 80 emittere. Interessant nok en vesentlig unngåelse ble fortsatt påvises med bare 10 streket fluer. Igjen, dette ville tillate testing av utslipps egenskapene til noen flyr på en gang.

Genetisk bakgrunn påvirker DSO unngåelse ytelse.

Bananflue er en sterk modellorganisme for genetiske studier. Derfor var det viktig å finne ut om analysen kan brukes til Stilleiminate ulike genetiske bakgrunn. Responsen av fire forskjellige villtyper ble målt (Canton-S, Oregon-R, Samarkand og Elwood) med hensyn til deres unngåelse av DSO utsendes av Canton-S (figur 4). Canton-S og Elwood har en høyere PI i forhold til Oregon og Samarkand (p <0,05). Disse resultater viser at det er en genetisk komponent som ligger under unngåelse av DSO, og at denne analyse har evnen til å utføre en undersøkelse av denne genetiske innflytelse.

Lengde på valg tid påvirke ytelsen.

Settet av representative data presentert i figurene 1, 2, 3 og 4 illustrerer også effekten av lengden av tiden som står til respondere til å bestemme hvilke hetteglass de unngå. Når Canton-S responders er gitt 30 til 45 sek for å velge sin foretrukne hetteglass, de vanligvis kommer forestillinger rundt PI = 55 (figur 2, henholdsvis PI hanner= 57 ± 2; og 52 ± 11). Når gitt 60 sekunder, er deres ytelse større, som vist i figur 4 (PI = 77 ± 6,5).

Figur 1
Figur 1. Unngåelse av DSO er ikke sex spesifikke, men er avhengig av fluer blir stresset. Bar grafer representerer gjennomsnittlig ± spekter av PI av unngåelse av en ampulle stress lukt igjen av opphissede fluer (DSO). Menn (i rødt) og hunner (oransje) ble testet sammen (brun), og deretter telles etter forsøket. Fluene utført på samme måte, uavhengig av deres kjønn (to-veis ANOVA). Men de bare unngått en DSO fylt ampulle som flyr hadde tidligere blitt stresset (mekanisk opphisset), og ikke en ampulle som fluer ikke hadde blitt stresset (inn og ut av hetteglasset ved phototaxis, p <0,05, Tukey multippel sammenligning post- test), eller fersk ampulle (p <0,001, Tukey multiple sammenlignings post-test). Itillegg var det ingen statistiske forskjeller mellom den friske hetteglass og ikke-stressede fluer forhold, til tross for en skjevhet frisk hette eksperiment - n = 2-5 replikerer med 40 blandet sex flyr hver, med 45 sek valg tid (n = 3 for frisk ampuller, n = 2 for flasken med ikke-stress-filer, n = 5 for flasken med stressede fluer).

Figur 2
Figur 2. Unngåelse av DSO er uavhengig av antall fluer som ble testet. Representative data viser at antall Canton-S responder fluer i T-labyrint har ingen effekt på sosial unngåelse av DSO. Responder fluer fikk 30 sek å bestemme seg mellom en frisk hetteglass og et hetteglass med DSO (n = 2-6 interne replikater per rettssaken, 1-2 forsøk, minimum fem datapunkter per tilstand, søylediagrammer representerer gjennomsnitt ± SEM)

Figur 3

Figur 4
Figur 4. Valg tid og genetisk bakgrunn av fruktfluer påvirke responsen på DSO. Canton-S og Elwood genotyper vise en sterkere unngåelse av DSO enn Oregon og Samarkand (p <0,05 *, t-test for sammenligning til Canton-S). Responder fluer fikk en min. å bestemme seg mellom en frisk hetteglass og et hetteglass med DSO (n = 4-5 interne replikater per rettssaken, to uavhengige forsøk, søylediagrammer representerer gjennomsnitt ± SEM)

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Denne protokollen beskriver en detaljert prosedyre for sosial unngåelsesanalysen. Canton-S vil bare unngå en ampulle som flyr tidligere har vært mekanisk stresset, og at sex og antall respondere påvirker ikke at sosial unngåelse ytelse. Men genetisk bakgrunn av respondere har en stor innflytelse.

Følgende er flere viktige skritt for å utføre dette eksperimentet vellykket: 1) alltid overføre fluene 2 timer før forsøket og sørg for ikke å forstyrre sine omgivelser; 2) utfører eksperimentet alltid på samme tid av dagen, ideelt mellom zeitgeber ZT5 tid (timer etter inntreden av lys) og ZT9 å redusere variasjon i ytelse knyttet til døgnrytmen og således mulig variasjon i locomotion og aktivitet; 3) oppmerksom på temperatur og luftfuktighet når du utfører eksperimentet; en temperatur rundt 23-25 ​​° C og luftfuktighet over 30% er best; 4) Sørg for ikke å disturb T-labyrint apparat i løpet av fluer beslutning tid; 5) Sørg for å lufte ut de ferske ampuller i minst 24 timer før du bruker dem; og 6) i løpet av forsøket er det viktig for alltid å endre plasseringen av prøvehetteglasset i T-labyrint apparat for å unngå preferanse til den ene siden av T-labyrint. Selv om flere tester må gjøres for å bekrefte dette, empirisk virker det som DSO rømming "stress" hetteglasset i mindre enn 5 min. I kontrast, virker det som fluer er i stand til å avgi DSO opp til en time etter å ha blitt stresset.

Det er flere hensyn som må tas hensyn til i protokollen. Korrelasjonen mellom alder av flua og sosial unngåelse er foreløpig ukjent. Derfor anbefales det å utføre eksperimentet med ikke mer enn to uker gamle fluer ved 25 ° C, som atferdsendringer knyttet til aldring ikke vises før den alderen 37. Parret fluer (plassert blandede kjønn) er samlet for eksperimentet somDet er ikke kjent hvordan DSO utslipp påvirkes av parring status for fluene. Selv om atferds utgangen av DSO unngåelse ikke påvirkes av kjønn, kan den underliggende hjernekretsene være seksuelt dimorphic, og det er ikke tilrådelig å blande mannlige og kvinnelige fluer. Til slutt, en reduksjon i antall emitter flyr fører til en reduksjon i unngåelse, trolig sammen med en reduksjon i total DSO avgis. Imidlertid er nok DSO fortsatt til stede med bare 10 fluer, som fører til en robust og reproduserbar unngåelse.

Reduksjon av beslutningstidspunktet var respons fluer fra 60 sek til 30 sek, også resulterer i en reduksjon av PI for Canton-S fluer. Dette kan brukes som et verktøy for å diskriminere for forhold eller mutasjoner som flyr prestere bedre enn Canton-S. Således, i sin nåværende tilstand, den sosiale unngåelsesanalysen kan brukes som et adferds paradigme for å teste effekten av gener og miljø ved DSO unngåelse. Etter å mestre teknikken, kan fremtidige skritt taså innlemme den ideelle beslutning tid for DSO unngåelse og det nøyaktige antallet emitter fluer som må brukes for å få sosial unngåelse analyse for å fungere optimalt.

En begrensning som ville oppstå i testing mutanter kan oppstå hvis responders har dårlig bevegelse. Eksperimentelt bestemme en lengre valg tid for disse mutantene kan motvirke en slik dårlig bevegelse. Tilsvarende, flyr med sensoriske mangler som forhindrer deteksjon av CO 2 - en hovedkomponent av DSO eller den annen ukjent komponent i DSO ikke ville være i stand til å bli testet i denne analyse.

Det er for tiden ingen andre analysen tillater kvantifisering av dette svaret. Selv om det ble vist at CO 2 er en komponent av DSO 19 andre komponenter av signalet, samt neurotransmittere som er involvert i det valg som er gjort for å unngå andre stressede individer har ennå ikke blitt bestemt. Likeledes, den mekanisme som driver flies for å avgi DSO er ikke kjent. Denne analysen kan for tiden anvendes som et ekstra arbeidsplate diagnostisk analyse for å bestemme den sosiale og samlet adferds profil av en mutant eller behandlingsmiljø. For eksempel kan man sammenligne og kontrast kvantifisering av sosiale rom, dvs. avstanden til nærmeste nabo 23, til den sosiale unngå stresset fluer. Begge atferd krever reagerer på tilstedeværelsen av andre individer, og beslutningen om å komme nær eller for å unngå dem. Disse er veldig enkle, men effektive måter å dissekere hjernen kretser og nevrotransmittere involvert. Disse atferds paradigmer har også et enormt potensiale til å bli brukt for screening-formål.

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

Nevrovitenskap sosial atferd sosial unngåelse, Stress odorant - DSO T-labyrint apparat nevrogenetikk
Enkel analyse for Kvantifisering av Social Avhold i<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