Drosophila Yetişkinlerinin Davranışsal Çalışmaları için Ayarlanabilir Yüksek Çözünürlüklü Görüntüleme Sistemi
8 Haziran 2021
Bu protokol, basit bir yetişkin Drosophila davranış gözlem odasının nasıl yapılır ve gözlem odasındaki farklı meyve sineklerinin morfolojisinin veya davranışının yüksek çözünürlüklü fotoğraflarının / videolarının nispeten basit ve uygun fiyatlı yöntemlerle nasıl çekılacağını açıklar.
Garip boyutu nedeniyle, Drosophila'yı imgelemesi zordur. Bu yöntem, stereo mikroskop kullanılarak sineklerin davranışının ve morfolojisinin görüntülenmesini göstermektedir. Bu protokol hem bilimsel araştırma hem de öğretim için kullanılabilir.
Prosedürü gösterenler, benim rehberliğimde araştırma eğitimi alan lisans öğrencileri Tong ve Bayan Weng Yujia Ms.Li olacak. Başlamak için, yaklaşık 17 ila 22 milimetre yarı saydam bir plastik şişe kapağı kullanarak veya beş mililitrelik pipet ucunun kalın ucundan 17 milimetrelik bir bölüm keserek bir sinek davranışı gözlem odası veya FBOC yapın. Derinliğini ayarlamak için FBOC'ye %1 agar dökün.
Yiyeceklerin FBOC'ye yerleştirilmesi gerekiyorsa, 12 milimetre derinlik elde etmek için agar dökün. Yiyeceklerin FBOC'ye yerleştirilmesi gerekmiyorsa, meyve sineklerinin nerede olduğunu daha kolay izlemek için agar'ı beş milimetre derinliğe dökün. FBOC yapmak için pipet ucu kullanıyorsanız, kesme pipet ucu bölümünü 35 veya 60 milimetre Petri kabına yerleştirin.
%1 agar jelini Petri kabına yaklaşık beş milimetre kalınlığında dökün ve agarın FBOC'nin tabanını katılaştırmasını ve sızdırmasını bekleyin. Daha sonra agar jelini istenen kalınlığa FBOC'ye dökün. FBOC ile aynı çapta bir etilaminin köpük tabakasının ortasında 10 milimetre derinliğinde bir delik açarak bir FBOC tabanı yapın.
FBOC'yi deliğe yerleştirin. Gözlemin amacına bağlı olarak maya ortamı, yapay diyet veya saf sakkaroz veya glikoz ile gerekirse sinek yemi yapın. Sineklerin beslenip beslenmediğini görsel olarak belirlemek için, 100 mililitre başına 12,5 miligramlık son konsantrasyona gıda boyaları ekleyin.
Hazırlanan yiyecekleri bir Petri kabına sekiz milimetre yüksekliğe dökün. Katılaşmadan sonra, yiyecekleri kağıda çizilmiş dikdörtgen bir yere yerleştirin ve yiyecekleri buna göre kesin ve bir plastik parçasına yerleştirin ve sinekler gıdaya inerken sinek davranışının farklı açılardan kaydedilmesine izin vermek için dörtgen bir piramit veya dörtgen frustum piramidi halinde kesin. Bir parça plastik kesin ve plastiği ve yiyecekleri FBOC'nin ortasına yerleştirmek için cımbız kullanın.
Temiz boş bir şişeye 1-2 santimetre kalınlığında% 1 agar jeli dökün ve 1-2 saat oda sıcaklığına yerleştirin. Transfer şişeye uçar ve 36 saat veya daha fazla bir süre boyunca 25 santigrat dereceye yerleştirin. Sinekleri ezilmiş buzda soğutun ve devre dışı bırakın, bir buz torbasında sıralayın ve daha önce açıklandığı gibi FBOC'a aktarın.
Sinekleri FBOC'ye aktardıktan sonra, 30-40 milimetre UV veya kameranın bir FBOC kompleksi oluşturması için net filtre ile örtün. FBOC kompleksini gözlem için stereo mikroskobun altına yerleştirin. FBOC'yi aydınlatın.
Sıcak ayakkabı montaj standlarını yanıp sönmek ve ışıkları FBOC'nin sol ve sağ taraflarına yerleştirmek için mini LED video ışıkları takın. Işıkları açın ve renk sıcaklığını 5.000 ila 5.600 Kelvin ve parlaklığı % 100'e ayarlayın LED video ışıklarını açın ve FBOC'nin kenarı çıplak gözle net bir şekilde görülene kadar stereo zoom mikroskobu ayarlayın. FBOC'yi görüş alanının ortasına taşıyın.
Evrensel teleskop dijital kamera adaptörünün kelepçesini stereo mikroskobun bir göz merceğine takın. Ardından, kamera montaj vidasını ve kamera sabitleme vidasını dönüşümlü olarak çevirerek adaptöre kompakt bir dijital kamera takın. Dijital kamerayı açın ve FBOC kenarı kameranın LCD ekranındaki parlak dairesel görüş alanının ortasında net bir şekilde görünene kadar yatay/dikey ince ayar düğmelerini çevirin.
Mod kadranını diyafram öncelikli otomatik moda döndürün. Çoklu seçicide odak moduna basın, makro yakın çekimini seçin ve tamam düğmesine basın. Yakınlaştırma anahtarını geniş açı ucundan telefoto ucuna taşıyın ve merkezi kısmı tam LCD ekranı doldurana kadar dairesel görüntüye yakınlaştırın.
Film kaydı düğmesine basın ve sinek davranışını kaydetmeye başlayın. FBOC'daki sinekler açıkça görünene kadar mikroskobun odak düğmesini çevirin. Gözlem veya video kaydı için ilgi çekici sinek davranışını seçin.
Gözlem veya video kaydı için istenen büyütmeyi elde etmek için yakınlaştırma düğmesini yakınlaştırmak ve uzaklaştırmak için çevirin. UV filtresinden çekilen temsili fotoğraf açık ve keskindir, kültür şişesi kapsanmadığında çekilen fotoğrafa çok benzer. Petri kabının camdan çekilen fotoğrafın kalitesi çok zayıf ve kısmen bulanık.
Video kaydından çekilen ve sineğin vücudunun her parçasının ayrıntılarını gösteren bir fotoğraf burada gösterilir. Kamera bir zoom stereo mikroskobuna bağlı olduğundan, yakınlaştırma sistemini kullanarak panoramikden yakın çekime kadar çekim yapmak çok kolaydır. Bu protokol kullanılarak, birden çok görüntüleme açısı için sinek davranışı gözlemlenebilir ve belgelenebilir.
Örneğin, dişi sinek, yumurta bırakma işlemi sırasında arka ayaklarıyla ovipositoru sürekli olarak ovalar. Bu yumurtlama davranışı detayı yandan net bir şekilde görülemez. Bu basit ve ekonomik yöntemi kullanarak, sineklerin davranışının ve morfolojisinin panoramik veya yakın çekimini alabilir ve kaliteli bir video veya fotoğraf elde edebiliriz.
Tam transkripti görüntüleyin ve binlerce bilimsel videoya erişin
Genel Bakış
Bu protokol, basit bir yetişkin Drosophila davranış gözlem odası (FBOC) yapımını ve meyve sineği davranış ve morfolojisinin yüksek çözünürlüklü görüntülerini ve videolarını yakalamak için kullanılan teknikleri ana hatlarıyla belirtmektedir. Açıklanan yöntemler erişilebilir ve uygun maliyetli olup, hem araştırma hem de eğitim amaçlı olarak uygundur.
Çalışmanın Temel Bileşenleri
Bilim Alanı
- Sinirbilim
- Davranışsal Biyoloji
- Görüntüleme Teknikleri
Arka Plan
- Drosophila, genetik ve davranışsal çalışmalarda yaygın olarak kullanılır.
- Drosophila'nın görüntülenmesi, küçük boyutları nedeniyle zor olabilir.
- Yüksek çözünürlüklü görüntüleme, davranış ve morfoloji üzerindeki ince detayları gözlemlemek için kritik öneme sahiptir.
- Bu protokol, etkili gözlem ve belgeleme için bir çözüm sunar.
Çalışmanın Amacı
- Drosophila için işlevsel bir gözlem odası oluşturmak.
- Meyve sineği davranışının yüksek kalitede görüntülenmesini sağlamak.
- Davranışsal biyoloji alanında araştırma ve öğretimi kolaylaştırmak.
Kullanılan Yöntemler
- Plastik şişe kapağı veya pipet ucu kullanarak bir sinek davranış gözlem odası yapımı.
- Gözlem odası için %1 agar ortamının hazırlanması.
- Görüntüleme için bir stereo mikroskop kullanımı.
- Lisans öğrencileri tarafından protokolün gösterimi.
Ana Sonuçlar
- Drosophila gözlem için FBOC'nin başarılı bir şekilde yapılması.
- Açıklanan yöntemler kullanılarak yüksek çözünürlüklü görüntüler ve videolar elde edilmesi.
- Hem araştırma hem de eğitim amaçlı olarak etkinliğin gösterilmesi.
- Gelecekteki çalışmalar için tekrarlanabilir bir protokol sağlanması.
Sonuçlar
- Protokol, Drosophila'yı gözlemlemek için basit ve etkili bir yöntem sunar.
- Yüksek kaliteli görüntüleme, meyve sineği davranışının anlaşılmasını artırır.
- Bu yaklaşım, çeşitli araştırma ve öğretim ortamlarında yaygın olarak benimsenebilir.
Sıkça Sorulan Sorular
Executive Industry Relevance
High-definition behavioral imaging of Drosophila adults addresses a critical gap in early discovery by enabling precise, reproducible observation of phenotypic outcomes. This capability enhances predictive confidence in target validation and supports robust assay development for neurobiology, genetics, and behavioral pharmacology pipelines. The method's accessibility and image quality facilitate cross-functional data sharing and portfolio-wide standardization.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables detailed documentation of behavioral phenotypes for hypothesis-driven target interrogation.
- Supports functional validation of genetic or pharmacological manipulations in a model organism.
- Improves mechanistic de-risking by capturing subtle morphological and behavioral endpoints.
- Facilitates portfolio triage by providing high-quality visual evidence for go/no-go decisions.
Screening & Assay Development
- Provides standardized, reproducible imaging conditions for quantitative behavioral assays.
- Enables scalable preparation of observation chambers for parallelized screening workflows.
- Delivers high-resolution video and photo outputs suitable for automated or manual scoring.
- Supports assay transferability and platform reuse across research teams.
Translational & Preclinical Research
- Aligns behavioral endpoints with disease-relevant phenotypes in preclinical models when applicable.
- Ensures continuity from discovery through preclinical validation by enabling consistent documentation.
- Reduces translational risk by supporting robust, reproducible phenotypic readouts.
Pipeline & Workflow Integration
This imaging system integrates into the discovery continuum from early hypothesis testing through lead identification and preclinical model validation.
- Discovery Biology: Facilitates hypothesis testing and pathway clarification via direct behavioral observation.
- Screening: Provides reproducible, quantitative imaging outputs for assay development and compound evaluation.
- Analytics: Enables extraction of measurable behavioral and morphological endpoints for statistical comparison.
- Translational Research: Supports alignment of model organism phenotypes with translational biomarkers when relevant.
- Enterprise Reuse: Offers a standardized, adaptable imaging platform for diverse R&D applications.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence and reduces mechanistic ambiguity in behavioral studies.
- Operational Value: Delivers standardized, scalable, and reproducible imaging workflows.
- Strategic Value: Improves decision-making efficiency and reduces late-stage biological risk.
- Portfolio Impact: Enables risk-adjusted prioritization and advancement of discovery programs.
Implementation Considerations
- Requires expertise in microscopy and behavioral analysis for optimal setup and interpretation.
- Needs access to stereo microscopes, digital cameras, and controlled lighting infrastructure.
- Demands cross-team standardization of imaging protocols for reproducibility.
- Adaptable to various chamber designs and model systems with minor modifications.
- Image quality may be affected by chamber material and filter selection, as supported by source data.
