Este artigo descreve um ensaio comportamental que utiliza a unidade de acasalamento dos machos em Drosophila melanogaste r para estudar motivação. Usando este método, os pesquisadores podem utilizar técnicas neurogenéticos mosca avançada para descobrir os mecanismos genéticos, moleculares e celulares que fundamentam essa motivação.
Apesar de décadas de investigação, as bases neuronais e moleculares de estados motivacionais permanecem misteriosas. Recentemente, desenvolvemos um romance, reducionista e sistema escalável para investigação aprofundada de motivação usando a unidade de acasalamento dos machos Drosophila melanogaster (Drosophila), os métodos para as quais detalhes aqui. O paradigma comportamental centra-se na constatação de que a unidade de acasalamento dos machos diminui ao lado de fertilidade ao longo de cópulas repetidas e recupera mais ~ 3 d. Neste sistema, as poderosas ferramentas neurogenéticos disponíveis na mosca convergir com a acessibilidade genética e esquema de ligação putativo disponíveis para o comportamento sexual. Esta convergência permite o isolamento rápido e interrogatório de pequenas populações neuronais com funções motivacionais específicos. Aqui nós detalhe a concepção e execução do ensaio saciedade que é usado para medir e alterar a motivação corte na mosca masculino. usando esteensaio, que também demonstram que a baixa unidade de acasalamento dos machos pode ser superado através da estimulação neurónios dopaminérgicos. O ensaio de saciedade é simples, acessível e robusto às influências de fundo genético. Esperamos que o ensaio de saciedade para gerar muitos novos insights sobre a neurobiologia de estados motivacionais.
Trabalho em Drosophila tem proporcionado uma visão profunda e pioneira em muitos fenómenos biológicos, incluindo a natureza do gene 1, os princípios do desenvolvimento embrionário 2, ritmos circadianos 3, bem como o desenvolvimento e a fiação do sistema nervoso 4, 5, 6. A motivação permanece bastante menos conhecidas do que estes fenómenos, talvez por causa das limitações dos sistemas que foram estudados até agora. A motivação da mosca é estudado principalmente no contexto de fome, que apresenta diversos desafios devido a sua ingestão de alimentos muito pequeno por ataque de alimentação e impede que exoesqueleto sinais evidentes de deposição de gordura. Por conseguinte, existe uma necessidade de expandir os sistemas utilizados para estudar a motivação em tempo real.
Nós descrevemos um quadro comportamental para o estudo da unidade de acasalamento emDrosophila. Este sistema tira vantagem das ferramentas neurogenéticos em tempo real, bem como a acessibilidade 7, 8, 9, 10, 11, 12 e o putativo conectoma de seus circuitos dimorfismo sexual 8, 13. Além disso, grande parte da inata 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21 e aprendeu 22, 23, 24 circuito sensório-motor namoro controle foi elaborado em detalhes, proporcionando uma rara oportunidadepara localizar o nó de circuito exato em que a motivação colide. Recentemente, relatou que, em tempo real, como nos seres humanos, os níveis de dopamina são centrais para a unidade de acoplamento 25, 26, 27. Ganhamos o acesso genética para o nível do circuito molecular-e detalhada e recebimento de neurônios na mosca, facilitando produtoras de dopamina relevantes análises deste fenómeno conservada utilizando os ensaios aqui descrita 25.
Nós adicionar aos ensaios comportamentais em Zhang et ai. 25 uma nova arena comportamental plana que permite pontuação de vídeo, que chamamos de um ensaio de saciedade 2-dimensional (2-D), uma importante melhoria em relação aos métodos anteriores. Consequentemente, o novo ensaio é mais escalável e quantificável e, portanto, mais adequado para telas genéticas de genes e de neurônios envolvidas na motivação. Usamos este novo ensaio, juntamente com ensaios de namoro e neurogemanipulações magnética, para demonstrar como medir e alterar unidade de acasalamento na mosca.
Estados motivacionais pode ser saciado, mantidos e recuperados 34. Nós apresentamos um ensaio de saciedade 2-D que rapidamente e de forma robusta mede todos esses aspectos do acasalamento unidade na mosca. Este ensaio abre-se a possibilidade de utilizar mosca avançada manipulações genéticas para estudar os componentes moleculares e um circuito de comportamento motivado.
O ensaio de saciedade confia na capacidade do homem para o tribunal com sucesso e copular, e p…
The authors have nothing to disclose.
The authors thank Mike Crickmore, Dragana Rogulja, and Michelle Frank for comments on the manuscript. Pavel Gorelik provided technical support for manufacturing the behavioral arenas. This work was conducted in Mike Crickmore’s lab and is also supported by the Whitehall Foundation (Principal Investigator: Dragana Rogulja). S.X.Z. is a Stuart H.Q. and Victoria Quan Fellow at Harvard Medical School.
1/16 inch clear acrylic | McMaster-Carr | 8589K12 | Used to make arenas; see Supplemental Material 1 for designs. |
1/8 inch clear acrylic | McMaster-Carr | 8589K42 | Used to make arenas; see Supplemental Material 1 for designs. |
3/16 inch clear acrylic | McMaster-Carr | 8560K219 | Used to make arenas; see Supplemental Material 1 for designs. |
1/32 inch black delrin | McMaster-Carr | 8575K132 | Used to make arenas; see Supplemental Material 1 for designs. |
Hex screws, 1 inch long (50x) | McMaster-Carr | 92314A115 | Used to make arenas. Can be replaced by 3/4 inch screws (92314A113, McMaster-Carr) for 32-chamber arenas. |
Thumb nuts (25x) | McMaster-Carr | 92741A100 | Used to make arenas. Can be replaced by regular hex nuts (90480A005, McMaster-Carr). |
Camcorder | Canon | Vixia HF R700 | Can be replaced by any consumer comcorder. |