Waiting
Login processing...

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

Neuroscience

Drosophila Courtship Conditioning som et mål for læring og hukommelse

Published: June 5, 2017 doi: 10.3791/55808

Abstract

Mange indblik i de molekylære mekanismer, der ligger til grund for læring og hukommelse, er blevet belyst ved brug af enkle adfærdsmæssige analyser i modelorganismer som frugtflyve , Drosophila melanogaster . Drosophila er nyttig til forståelse af de grundlæggende neurobiologiske underliggende kognitive underskud som følge af mutationer i gener forbundet med menneskelige kognitive lidelser, såsom intellektuel invaliditet (ID) og autisme. Dette værk beskriver en metode til afprøvning af læring og hukommelse ved hjælp af et klassisk paradigme i Drosophila kendt som kriminalitetskonditionering. Mand flyver domstol kvinder med et klart mønster af let genkendelige adfærd. Præsterede kvinder er ikke modtagelige for parring og vil afvise mannens copulationsforsøg. Som svar på denne afvisning reducerer mandlige fluer deres frieriadfærd. Denne lærte reduktion i retssagens adfærd måles over tid og tjener som indikator for læring og hukommelse. Den grundlæggende numéRical udgang af dette assay er domstolsindekset (CI), som defineres som den procentdel af tid, som en mand bruger hofning i løbet af et 10 min interval. Læringsindekset (LI) er den relative reduktion af CI i fluer, der har været udsat for en premieret kvinde sammenlignet med naive fluer uden tidligere sociale møder. Til statistisk sammenligning af LI'er mellem genotyper anvendes en randomiseringstest med bootstrapping. For at illustrere hvordan analysen kan anvendes til at adressere rollen som et gen relateret til læring og hukommelse, blev den pan- neuronale nedbrydning af dihydroxyacetonphosphatacyltransferase ( Dhap-at ) karakteriseret her. Den menneskelige ortholog af Dhap-at , glyceronphosphat O-acyltransferase ( GNPT ) er involveret i rhizomelic chondrodysplasia punctata type 2, et autosomalt recessivt syndrom kendetegnet ved svær ID. Ved anvendelse af kriminalitetskonditioneringsassayet blev det fastslået, at Dhap-at er påkrævet til langsigtet hukommelse, men ikke forKortvarig hukommelse. Dette resultat tjener som grundlag for yderligere undersøgelse af de underliggende molekylære mekanismer.

Introduction

De molekylære mekanismer, der ligger til grund for læring og hukommelse, bevares gennem mange arter. Den banebrydende arbejde screening Drosophila melanogaster mutant linjer for defekter i olfaktorisk læring og hukommelse har givet nøgle molekylær indsigt i de processer, der ligger til grund for læring og hukommelse 1 . Disse undersøgelser identificerede nogle af de første gener involveret i læring og hukommelse , såsom rutabaga 2 , amnesiac 3 og dunce 4 , hvilket afslørede en kritisk rolle for signalering af cyclisk adenosinmonophosphat (cAMP) 5 .

Tidlige genetiske skærme til hukommelsesmutanter blev primært udført under anvendelse af olfaktorisk konditionering. Flere metoder til måling af andre former for læring og hukommelse er dog opstået over tid. Et af de mest anvendte lærings- og hukommelsesparadigmer, og analysen beskrevet her, er kendt som cOurtship conditioning, som først blev beskrevet af Siegel og Hall 6 og senere blev raffineret af flere andre forskningsgrupper 7 , 8 , 9 . Courtship-konditionering er afhængig af tilstedeværelsen af ​​et specifikt feromon, cis- vaccenylacetat (cVA), på kvindens underliv, som aflejres af hanen under copulation. At mærke cVA på kvindens underliv reducerer naturligvis frieriadfærd, og når det kombineres med kvindens afvisning, er effekten af ​​cVA på mandlig kropsreduktion dramatisk forbedret. Reaktionen hos hanflyvninger i denne analyse kan let kvantificeres ved at observere deres særskilte retfærdighedsadfærd, som er kendetegnet ved orientering mod og efter kvinden, tapping, udstrækning og vibrerende vingen, slikker og forsøger kopiering 10 ( figur 1A ). Mandlige fluer lærer at distinguis H mellem modtagelige, jomfruelige og ikke-modtagelige parede kvinder 11 og efter seksuel afvisning viser de nedsat frieri til ikke-modtagelige kvinder i op til 9 dage 8 . Denne naturlige opførsel kan bruges til at belyse de mekanismer, der ligger til grund for læring, kortvarig hukommelse (STM) og langvarig hukommelse (LTM) 8 , 9 , 12 . Læring er defineret som den øjeblikkelige reduktion i retssagens adfærd, der opstår i løbet af træningsperioden, og kaldes ofte som øjeblikkelig tilbagekaldshukommelse, målt 0 - 30 min efter udsættelse for en parret kvinde 6 , 8 . STM måles mellem 30 minutter og 1 time efter træning, mens LTM oftest måles 24 timer efter træning 8 ( figur 1B ). STM kan induceres ved hjælp af en 1-timers træningsperiode, men den varer kun i 2-3 timerS = "xref"> 6 , 8 . I de fleste læringsparadigmer kan LTM kun fremkaldes ved adskillige forsøg på gentagen træning. Mcbride et al . (1999) 8 viste at tre adskilte, 1-timers træningssessioner var tilstrækkelige til at fremkalde hukommelseshukommelse, der varede i op til 9 dage, i modsætning til de 2-3 timer, der blev fremkaldt af en enkelt 1-timers træningssession. McBride et al . 8 viste også, at en enkelt 5-timers træningssession gav et lignende LTM respons i op til 9 dage. Fluer rømmer ikke konstant i løbet af denne 5-timers periode, og producerer faktisk deres egen indbyrdes træning for at fremkalde LTM i en enkelt træning. Dette er meget vigtigt fra et praktisk perspektiv, der øger den lethed, som denne analyse kan bruges til at undersøge LTM. Nuværende protokoller overvejende bruger en enkelt træningssession på 7-h for LTM 11 , 12 . Flere undersøgelser har undersøgt forskelligeMutante forhold, der har specifikke mangler i forskellige aspekter af courtship læring. For eksempel påvirker svampekroppens ablation STM og LTM, men ikke lærer 8 . Mutationer i amnesiacgenet , som først blev defineret som en specifik regulator af hukommelse ved hjælp af olfaktorisk konditionering 3 , påvirker STM, men ikke lærer 6 . Afbrydelse af oversættelsesregulatoren orb2 (oo18 RNA-bindende (orb) CPEB2-underfamilie) og ecdyson-signalering har udelukkende virkning på LTM 9 , 13 . Således er kriminalitetskonditionering et nyttigt paradigme til at opløse de mekanismer, der ligger til grund for de forskellige faser af læring og hukommelse.

Dette arbejde demonstrerer en optimeret eksperimentel opsætning, der muliggør den relativt høje gennemløbstest af kriminalitetskonditionering. Desuden beskriver den et statistisk analyse script og diskuterer kritiske faktorer i analysen. Det er shEjer her, at Drosophila - gendihydroxyacetonphosphatacyltransferasen ( Dhap-at ) Er påkrævet i neuroner for LTM, men ikke for STM. Den menneskelige ortholog af dette gen, glycerolphosphat-O-acyltransferase ( GNPAT ), muteres i rhizomelisk chondrodysplasia punctata type 2 14 , en autosomal-recessiv lidelse karakteriseret ved alvorlig intellektuel invaliditet, anfald og flere andre kliniske egenskaber 15 . I denne sammenhæng kan kriminalitetskonditionering anvendes til funktionelt validering af rollen som menneskelige sygdomsgener i læring og hukommelse, der danner grundlag for mekanistiske undersøgelser.

Protocol

BEMÆRK: I protokollen skitseret nedenfor beskrives en replik af indsamling, træning og testning. For at teste reproducerbarheden af ​​resultaterne skal disse trin gentages parallelt, i flere dage og med separate grupper af fluer ( tabel 1) . Protokollen er baseret på en 10 dages livscyklus fra æg til voksen, hvilket er normalt ved opdræt af fluer under konstante forhold på 25 ° C, 70% fugtighed og en 12 h lys / mørk cyklus. Alle aspekter af denne protokol forudsætter, at betingelserne holdes konstante gennem hele analysen. Tiderne er angivet som timer, før lys tændes (BLO) eller efter lys tændes (ALO) i inkubatoren, da dette let kan indstilles afhængigt af forskerens foretrukne tidspunkt på dagen. Brug kun CO 2 gas til indledende indsamling af naive mannlige fluer og til indsamling af premierede kvinder. Denne protokol til domstolskendelse består af følgende trin:

  1. EEtablering af premierede kvindelige samlingskulturer
  2. Etablering af kulturer til indsamling af mandlige forsøgspersoner
  3. Forberedelse af boligblokke
  4. Etablering af parringsflasker til fremstilling af standardiserede premierede hunner
  5. Indsamling af mandlige forsøgspersoner
  6. Uddannelse
  7. Test
  8. Video data analyse og statistik

1. Etablering af prædiverede kvindelige samlingskulturer

  1. Forbered strømforsyning 16 . Kogt 0,8% (vægt / volumen) agar, 8% (vægt / volumen) gær, 2% (vægt / volumen) gærekstrakt, 2% (vægt / volumen) pepton, 3% (vægt / volumen) saccharose, 6% Vægt / volumen) glucose, 0,05% (vægt / volumen) MgS04 og 0,05% (vægt / volumen) CaCl2 i vand i 15 minutter. Lad opløsningen afkøle til 70 ° C, inden der tilsættes 0,05% (w / v) methylparaben (FORSIGTIG: giftig) og 0,5% (vol / vol) propionsyre (FORSIGTIG: giftig). Bland godt ved omrøring under afkøling yderligere til 50 ° C for at opnå en homogen opløsning.
  2. Før fødevaren såLokkes ved stuetemperatur, tilsæt ~ 50 ml strømforsyning til hvert 175 ml hætteglas af plast. Lad fødevaren afkøle yderligere. Luk hætteglasset med et stik.
    BEMÆRK: Powerfood er en specialiseret fødevareblanding formuleret specielt til produktion af et stort antal fluer, formodentlig ved at fremkalde æglægning. Powerfood bruges ikke til at producere mandlige fluer, der vil blive anvendt til adfærdsanalyse (trin 2), fordi den atypiske diæt og potentielle trængsel kan påvirke udviklingen.
  3. På dag -11 ( Tabel 1 ) starter 5-20 vildtype kulturer med ca. 60-100 fluer (en blanding af hanner og kvinder) i powerfood hætteglas; Disse vil blive anvendt i trin 4 til fremstilling af standardiserede premierede kvinder 17 . Tilføj et filterpapir til hvert hætteglas for at øge det område, hvor larverne kan hvile Dette vil øge antallet af fluer, der kan lukke.
  4. Gentag regelmæssigt trin 1.1-1.3 igennem eksperimentet for at opnå tilstrækkelige nyligt lukkede fluer som input til"Etablering af parringsflasker til produktion af standardiserede premerede hunner" (trin 4).

2. Etablering af kulturer til indsamling af testpersoner til mænd

  1. Forbered normal mad 16 , lavet med 0,5% (vægt / volumen) agar, 2,75% (vægt / volumen) gær, 5,2% (vægt / volumen) majsmel, 11% (vægt / volumen) sukker, 0,05% ) Methylparaben og 0,5% (vol / vol) propionsyre i vand som beskrevet i trin 1.1 og 1.2. Luk hætteglasene på 175 ml med et hætteglas med stikkeglas.
  2. På dag -10 ( tabel 1 ) placeres ca. 10-20 mænd med ca. 30-75 jomfruhunner ( Materialer / Udstyrstabell ) i hvert 175 ml hætteglas indeholdende normal mad. Tilføj et filterpapir for at øge overfladearealet til pupering og for at maksimere produktiviteten.
  3. Etablere tre til seks 175 ml hætteglas pr. Genotype for at opnå det krævede antal forsøgspersoner.
    BEMÆRK: Flere hætteglas kan være nødvendige, afhængigt af produktiviteten af ​​den ønskede genotype.

3. Fremstilling af boligblokke ( figur 2A )

  1. Smelt ca. 50 ml strømforsyning pr. Boligblok i en mikrobølgeovn eller tilbered det frisk.
  2. Tilsæt 500 μL strømforsyning til hver brønd i en 96-brønds flad bundblok ved brug af en multidispenser pipette.
  3. Lad fødevaren størkne ved stuetemperatur.
  4. Dæk blokken med PCR klæbende film og brug en nål til at lave mindst 4 huller pr. Brønd for at give frisk luft til fluerne.
  5. For at kunne åbne hver brønd skal du bruge et barberblad til at skære klæbemidlet i længderetningen mellem hver række. Lad filmen være intakt i den ene ende af blokken.
  6. Blokkene kan opbevares ved 4 ° C i op til 2 dage.
    BEMÆRK: Tillad blokken at genudligne til stuetemperatur før brug.

4. Etablering af parringsflasker til fremstilling af standardpensionerede kvinder

  1. På dag -1, fjern ogKassere alle voksne vildtype fluer fra premierede kvindelige samlingskulturer ved 2-5 timer BLO.
  2. Indsamle fluer ved hjælp af aspiratoren ( figur 2B ) fra disse hætteglas i intervaller på 2- til 3 h ( f.eks. Ved 30 min, 2,5 h og 5 h ALO) og læg dem i et nyt hætteglas til powerfood suppleret med en lille mængde gær Indsæt og filtrer papir.
  3. For at undgå trængsel og fremme en optimal parringsatmosfære, overfør ikke mere end 150-200 fluer til hvert nyt hætteglas. Sørg for parring af alle kvinder ved at give mindst 25% hanner. Sørg for, at der er tilstrækkelige hunder til stede i de parringsflasker, der passer til størrelsen af ​​eksperimentet.
    BEMÆRK: Da dette er et afgørende skridt i protokollen, skal du sørge for, at kun nyligt lukkede fluer og ingen gamle fluer, larver eller popper overføres til det nye parringsglas.
  4. Inkubér disse "parringshætteglas" i fire dage for at give tilstrækkelig tid til at alle kvinder har parret.

5. ColLektion af mandlige testpersoner

  1. På dag 1 ( Tabel 1 ) i 2-3 timer BLO skal du bruge CO 2 til at fjerne alle voksne fluer fra hætteglassene til hankamling (trin 2), Men lad flere fluer lukke i løbet af de næste par timer.
  2. I løbet af de næste 5-6 timer skal du fjerne nyligt lukkede fluer hver 20-30 minutter ved hjælp af CO 2 og sætte hver mand i en individuel brønd i husblokken (trin 3) ved hjælp af aspiratoren ( figur 2B ).
  3. Forsegl brønden med den klæbende PCR film.
    BEMÆRK: Dette er et afgørende skridt i protokollen. Hannerne skal indsamles ofte. Samlede mænd skal isoleres i boligblokken tæt på tidspunktet for eclosion, når de viser bleg pigmentering og tilstedeværelsen af ​​meconium i den gennemskinnelige mave.
    BEMÆRK: Gentag brug af aspiratoren tillader overførsel af fluer; Uhensigtsmæssig brug vil imidlertid understrege fluerne og forårsage varians i analysen (se diskussionen).
  4. Formålet med coLlect op til 48 mænd pr. Genotype. Dette giver et lille overskud til det maksimale antal mænd, der er brug for til analyse af både naive og uddannede betingelser, hvilket giver mulighed for noget tab under senere overførelsestrin.

6. Uddannelse

  1. Fjern fluerne fra parringsflasken (trin 4.2) ved hjælp af CO 2 og adskilt de premierede hunner fra hannerne.
  2. Ved hjælp af aspiratoren skal der tilføjes en enkelt bedøvet, premieret kvinde til hver brønd i en række af en ny boligblok.
  3. Brug aspiratoren og uden anæstesi, overfør en individuel naiv mand fra husblokken, der er opstillet i trin 5.2, til brønden, der indeholder en premieret kvinde. Efter at hanen er anbragt i brønden, skal man forsegle straks med klæbemiddelfilmen; Lad ikke hanen flygte.
    BEMÆRK: Overfør mandlige fluer fra aspiratoren til boligblokken ved at udnytte deres naturlige "negative geotaxis" -adfærd (se diskussionen).
  4. Gentag trin6,2-6,3, indtil der er tilstrækkeligt mandlige kvindelige par. Ideelt set etablere 24 par, to fulde rækker af en boligblok, pr. Genotype. Efterlad de resterende naive mænd i den originale boligblok, der er oprettet i trin 5.2.
  5. Forlad de mandlige kvindelige par uforstyrret i løbet af træningsperioden ( tabel 2 , figur 1B ).
    BEMÆRK: I løbet af denne tid vil hanen blive ret og blive afvist af den premierede kvinde. Til læring og STM er træningsperioden 1 time og for LTM er træningsperioden 7-9 timer.
  6. Afslut træningen ( Tabel 2 , Figur 1B ) ved at bruge en aspirator til forsigtigt at adskille hanen fra den premierede hun; Brug ikke anæstesi. Placer den separerede han i en ny boligblok.
  7. Brug aspiratoren til at overføre alle naive mænd forsigtigt og uden anæstesi fra husblokken i trin 5.2 til en ny boligblok.
    BEMÆRK: Dette trin er valgfrit for STM og LEARning, men det er meget vigtigt for LTM, fordi fluerne er anbragt i yderligere 24 timer for at teste LTM.
  8. For STM og LTM, lad mændene hvile i henholdsvis 1 h og ~ 24 h ( tabel 2 , figur 1B ) før testning (trin 7).
  9. Til læring skal du straks teste de uddannede og naive mænd (trin 7).

7. Testning

  1. Indsamle fluer fra parringsflasker (trin 4.2) ved hjælp af CO 2 og adskille de premierede kvinder fra hannerne.
  2. Lad hunnene genvinde fra bedøvelsen i mindst 1 time i et hætteglas indeholdende normal mad.
  3. Monter videooptageren på forhånd ( figur 2C ) for at få alt udstyr klar, før testen starter.
  4. Start testen i henhold til de forskellige tidslinjer for læring, STM og LTM ( Tabel 2 , Figur 1B ). Udfør test straks efter træningTil læring, 1 time efter træning for STM og 24 timer efter træning for LTM.
  5. Overfør forsigtigt en individuel mand fra den hvile boligblok eller fra træningshusblokken, hvis læringen testes (trin 6.7, trænet, trin 6.8, naivt) til den ene halvdel af en forankringsarena med divideret lukket ( figur 2D ; Se Fil S1 for en byggeplan).
    BEMÆRK: Brugen af ​​den naturlige "negative geotaxis" -adfærd bør være tilstrækkelig til at overføre de mandlige fluer fra aspiratoren til domstolenes arena (Diskussion).
  6. Flyt forsigtigt indgangen til næste arena og gentag trin 7.5, indtil alle 18 arenaer indeholder en mand.
  7. Ved hjælp af aspiratoren og uden CO2 tilsættes en premieret kvinde (samlet i trin 7.2) til den anden halvdel af alle 18 arenaer.
  8. Placer forsigtigt kammerkammeret under kameraet, med åbningen af ​​brøndene nedad ( figur 2C
  9. Fjern dividerne af arenaerne for at muliggøre direkte interaktion mellem hannerne og premierede kvinder.
  10. Start straks optagelsen i mindst 10 minutter.
    BEMÆRK: Ved brug af en to-kamera opsætning kan paralleloptagelse af to skibsplader ske i overlappende tidsrammer for at maksimere effektiviteten.
  11. Tøm domstolene ved hjælp af en håndholdt støvsuger og lad domstolskammeret ventilere før genanvendelse.
  12. Gentag trin 7.4-7.11, indtil testen af ​​alle genotyper og betingelser ( dvs. naiv og trænet) er afsluttet.

8. Video data analyse og statistik

  1. Beregn domstolenes indeks (CI), defineret som den procentdel af tid, som mandlige domstole i løbet af de første 10 minutter af testperioden, for hver enkelt hanflyvning.
    BEMÆRK: Dette kan gøres manuelt ved at observere stereotyp frieriadfærd ( figur 1A ) eller af digSyng computer software til automatiseret kvantificering af domstolsadfærd (diskussion).
    BEMÆRK: Det anbefales at analysere 40-60 hanner pr. Tilstand i løbet af tre dage for at opnå tilstrækkelig statistisk effekt og dømme konsistensen af ​​CI-data.
  2. Beregn læringsindekset (LI), defineret som procentvis reduktion i gennemsnitlig CI for uddannede mænd sammenlignet med naive mænd (LI = (CI naiv - CI uddannet ) / CI naiv ). Evaluer LI for hver testdag og sammenlign den med den kumulative LI beregnet fra alle testdage kombineret.
  3. Lav en separat fladdatafil med to søjler med "Genotype" og "CI" som overskrifter.
    BEMÆRK: Disse overskrifter er store og små bogstaver. Navnet på genotypen for hvert CI skal bestå af en beskrivelse af genotypen efterfulgt af en understregning og træningsbetingelsen ( f.eks. Genotype_N og genotype_LTM osv., Hvor N = naiv og LTM = lang sigthukommelse; Se Supplerende fil S2 til et eksempel). Denne annotation er essentiel, da funktionen analearn vil identificere træne og naive fluer baseret på de tegn, der er til stede efter den første understregning i kolonnen "Genotype".
  4. Brug analearn R-scriptet (Supplemental File S3) til at udføre en randomiseringstest for at bedømme den statistiske betydning af forskelle mellem LI-værdierne fra forskellige genotyper.
    1. Kilde scriptet (Supplerende fil S3) i R 18 , som definerer en funktion kaldet "analearn."
      BEMÆRK: Funktionsdefinitionen er: analearn <- funktion (nboot = 10.000, naivelevel = 'N', refmutation = NA, datnavn = NA, header = TRUE, seed = NA, writeoutput = TRUE).
    2. Start funktionen ved at indtaste "analearn ()" i kommandolinjen R og vælge den datafil, der skal analyseres (produceret i trin 8.3) via pop op-vinduet.
    3. Vælg den referencemutation, somEr kontrolgenotypen ved at indtaste det tilsvarende tal og trykke på enter.
      BEMÆRK: Efter at have valgt referencegenotypen tager scriptet flere sekunder til at udføre 10.000 bootstrap-replikater.
    4. Overhold udgangstabellen (tabel 3), som indeholder genotypen, indlæringsbetingelsen ( dvs. læring, STM eller LTM), gennemsnitlig CI naiv, gennemsnitlig CI uddannet, LI, forskellen mellem kontrollens LI i forhold til den eksperimentelle tilstand (LI dif), den nedre grænse (LL) og øvre grænse (UL) for 95% konfidensintervallet for LI dif og p- værdien, der indikerer sandsynligheden for, at der ikke er nogen signifikant forskel.
      BEMÆRK: analearn gemmer en output tekstfil i den mappe, hvor datafilen er placeret. Udgangstabellen vises dog også i R-Studio-konsollen. Standardnavnet er opbygget baseret på navnet på den givne datafil.
    5. Der er flere argumenter i analearn-funktionen, som kan bruges til at ændre deFejlindstillinger af funktionen for at justere parametrene for bootstrapping.
      BEMÆRK: "nboot" definerer antallet af bootstrap-replikater og er som standard indstillet til 10.000. Denne værdi kan ændres til et helt tal, der er større end nul. Tabel 5 indeholder en række argumenter, der kan bruges til at ændre standardindstillingerne for funktionen. Det anbefales dog ikke at bruge data, der er produceret med et lavt antal bootstrap-replikater.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
P{KK101437}VIE-260B VDRC 101437 Dhat-at-RNAi in 60100 background 
P{KK108109}VIE-260B - - Control-RNAi in 60100 background (gift from K. Keleman)
w+, UAS-dcr2/yhh;;elav-Gal4 (III)  - - panneuronal driver line
Containers for plant tissue culture VWR 960177 175 mL plastic vials
Folded filters Whatman 10311643 Filter paper to enlarge area flies can pupate on 
Flat-bottom blocks (96-wells) Qiagen 19579 Used for housing blocks
MicroAmp Clear Adhesive Film Applied Biosystems 4306311 PCR adhesive film as lid on flat-bottom blocks
Razor blade - - Any sharp will do
Needle  - - 0.8 mm diameter
Aspirator - - Cut a 1mL pipet tip with scissors in order to have two pieces. The narrow tip of the pipettip is placed as fly entrance in a ~80 cm flexible hose. To prevent a fly from getting in the hose, a normal piece of cotton or small mesh gaze is placed in between the tip and the hose. The other half of the pipettip can be used as mouth piece at the end of the hose. 
Courtship chambers - - file S1 can be opened with indicated CAD software 
Camcorder Sony - camera specification: >4M pixels, full HD.
For manual quantification, any simple video recording device has the potential to produce a video of sufficient quality to observe courtship behavior accurately. For automated quantification, there will likely be different requirements depending on the software to be used, and users should investigate this thoroughly if automated quantification is desired.
Name Company Catalog Number Comments
power food
Agar Sigma A7002
Yeast Bruggeman -
Yeast extract MP biomedicals 0210330391 
Peptone Sigma P6838
Sucrose Sigma S9378
Glucose Sigma G7021
MgSO4 Sigma M2643
CaCl2 Merck 1023780500
Methylparabene (CAUTION) Sigma H5501
Propionic acid (CAUTION) Sigma P1386
Demineralized water -
Yeast paste - yeast grains and water mixture in a 1:1 ratio
Name Company Catalog Number Comments
normal food
Agar MP biomedicals 215017890
Yeast bruggeman -
Corn flour de Molen -
Sugar de Molen -
Methylparabene (CAUTION) Sigma H5501
Propionic acid (CAUTION) Sigma P1386
Demineralized water -

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Quinn, W. G., Harris, W. A., Benzer, S. Conditioned behavior in Drosophila melanogaster. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 71, 708-712 (1974).
  2. Livingstone, M. S., Sziber, P. P., Quinn, W. G. Loss of calcium/calmodulin responsiveness in adenylate cyclase of rutabaga, a Drosophila learning mutant. Cell. 37, 205-215 (1984).
  3. Quinn, W. G., Sziber, P. P., Booker, R. The Drosophila memory mutant amnesiac. Nature. 277, 212-214 (1979).
  4. Dudai, Y., Jan, Y. N., Byers, D., Quinn, W. G., Benzer, S. dunce, a mutant of Drosophila deficient in learning. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 73, 1684-1688 (1976).
  5. Dubnau, J., Tully, T. Gene discovery in Drosophila: new insights for learning and memory. Annu. Rev. Neurosci. 21, 407-444 (1998).
  6. Siegel, R. W., Hall, J. C. Conditioned responses in courtship behavior of normal and mutant Drosophila. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 76, 3430-3434 (1979).
  7. Kamyshev, N. G., Iliadi, K. G., Bragina, J. V. Drosophila conditioned courtship: two ways of testing memory. Learning & memory. 6, 1-20 (1999).
  8. McBride, S. M., et al. Mushroom body ablation impairs short-term memory and long-term memory of courtship conditioning in Drosophila melanogaster. Neuron. 24, 967-977 (1999).
  9. Keleman, K., Kruttner, S., Alenius, M., Dickson, B. J. Function of the Drosophila CPEB protein Orb2 in long-term courtship memory. Nature Neurosci. 10, 1587-1593 (2007).
  10. Hall, J. C. The mating of a fly. Science. 264, 1702-1714 (1994).
  11. Keleman, K., et al. Dopamine neurons modulate pheromone responses in Drosophila courtship learning. Nature. 489, 145-149 (2012).
  12. Kramer, J. M., et al. Epigenetic regulation of learning and memory by Drosophila EHMT/G9a. PLoS Biol. 9. 9, e1000569 (2011).
  13. Ishimoto, H., Sakai, T., Kitamoto, T. Ecdysone signaling regulates the formation of long-term courtship memory in adult Drosophila melanogaster. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 106, 6381-6386 (2009).
  14. Kochinke, K., et al. Systematic Phenomics Analysis Deconvolutes Genes Mutated in Intellectual Disability into Biologically Coherent Modules. Am. J. Hum. Genet. 98, 149-164 (2016).
  15. Buchert, R., et al. A peroxisomal disorder of severe intellectual disability, epilepsy, and cataracts due to fatty acyl-CoA reductase 1 deficiency. Am. J. Hum. Genet. 95, 602-610 (2014).
  16. JoVE Science Education Database. Essentials of Biology 1: yeast, Drosophila and C. elegans. Drosophila Maintenance. JoVE. , Cambridge, MA. (2017).
  17. JoVE Science Education Database. Essentials of Biology 1: yeast, Drosophila and C. elegans. An Introduction to Drosophila melanogaster. JoVE. , Cambridge, MA. (2017).
  18. R Core Team. R: A Language and Environment for Statistical Computing. R Foundation for Statistical Computing. , Vienna (Austria). (2016).
  19. Stepien, B. K., et al. RNA-binding profiles of Drosophila CPEB proteins Orb and Orb2). Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 113, E7030-E7038 (2016).
  20. Basu, D. Randomization Analysis of Experimental Data: The Fisher Randomization Test. J Am Stat Assoc. 75, 575-582 (1980).
  21. 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).
  22. Reza, M. A., et al. Automated analysis of courtship suppression learning and memory in Drosophila melanogaster. Fly. 7, 105-111 (2013).
  23. Schneider, J., Levine, J. D. Automated identification of social interaction criteria in Drosophila melanogaster. Biol. Lett. 10, 20140749 (2014).
<em>Drosophila</em> Courtship Conditioning som et mål for læring og hukommelse
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Koemans, T. S., Oppitz, C., Donders, More

Koemans, T. S., Oppitz, C., Donders, R. A. T., van Bokhoven, H., Schenck, A., Keleman, K., Kramer, J. M. Drosophila Courtship Conditioning As a Measure of Learning and Memory. J. Vis. Exp. (124), e55808, doi:10.3791/55808 (2017).

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