A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
يصف هذا التقرير طريقة لقياس ذبابة الفاكهة السوداء البالغة وقت الضربة القاضية باستخدام مراقب نشاط ذبابة الفاكهة (DAM2) استجابة لضغط حراري لتوصيل الهواء داخل غرفة الحاضنة. يقيس DAM2 النشاط عن طريق تسجيل حركات الذباب الفردية أثناء عبورها شعاع الأشعة تحت الحمراء. يتم تسهيل تحليل البيانات من خلال ملف تنفيذي جديد تم إنشاؤه بواسطة المؤلفين.
كانت دراسة تحمل الحرارة في ذبابة الفاكهة السوداء ذات أهمية خاصة للباحثين لعقود من الزمن ، مع اتباع نهج شائع لتقييم تحمل الحرارة وهو مراقبة وقت الضربة القاضية (TKD) بعد التعرض لدرجة حرارة مرتفعة. بشكل كلاسيكي ، يتم وضع الذباب في قوارير فردية ويوضع داخل حمام مائي ساخن. ثم يتم رصد TKD يدويا من قبل الباحثين. على الرغم من أنها راسخة للغاية ، إلا أنها لا تزال هناك مشاكل ذاتية وتطبيق ثابت لتعريف ملموس لوقف كل حركة ، بما في ذلك التشنجات العضلية ، عند تنفيذ هذه المقايسات اليدوية. لقد طورنا طريقة عالية الإنتاجية لأتمتة فحوصات تحمل الحرارة باستخدام أجهزة مراقبة نشاط ذبابة الفاكهة TriKinetics (DAM2). لمرافقة نظام DAM2 ، قمنا بكتابة برنامج وأنشأنا ملف تنفيذي سهل الاستخدام لقراءة آخر مرة للحركة تلقائيا من بيانات النشاط التي تم إنشاؤها. ثم يكتب هذا البرنامج النصي إلى ملف .csv وقت الشلل الحراري (TKD) لكل ذبابة. تظهر بياناتنا أن طريقة DAM2 الآلية هذه متسقة وموثوقة. وفي الوقت نفسه ، فإن ملفات تعريف النشاط التي تم إنشاؤها من بيانات عدد الأنشطة ذات أهمية. يمكن تجميع ملفات تعريف النشاط هذه ولديها القدرة على توسيع فحوصات تحمل الحرارة لتشمل المكونات السلوكية غير المدروسة نسبيا لتحمل الحرارة. سيصف هذا البروتوكول بالتفصيل كيفية استخدام نظام DAM2 و HoTDAM! برنامج لتقدير تحمل الحرارة في D. melanogaster.
تستجيب الحرارة الخارجية عادة للإجهاد الحراري مع زيادة النشاط الحركي. كانت هذه الظاهرة واضحة للباحثين لعقود من الزمن ، مع الاستجابة السلوكية المميزة التي وصفها كاولز وبوجيرت في عام 19441. وصفوا كيف سيظهر الكائن الحي الخاضع للإجهاد الحراري أولا زيادة في الحركة الحركية. مع تزايد الإجهاد الحراري ، تتخللها رشقات نارية قصيرة من النشاط فترات من الخمول. درجة الحرارة التي لم يعد بإمكان الكائن الحي أن يظهر عندها حركة منسقة هي الحد الأقصى الحراري الحرج (CTmax). تتبع البريد العشوائي العضلي ، وفي النهاية ينهار الكائن الحي1،2. يصعب تعريف هذا الانهيار ويمثل شيئا يشبه "الصرامة الحرارية أو الغيبوبة أو الموت"2. هنا سنستخدم مصطلح الانهيار الفسيولوجي للإشارة نظريا إلى نقطة النهاية الضبابية هذه للإجهاد الحراري.
ذبابة الفاكهة السوداء والحشرات الصغيرة الأخرى كانت نماذج قيمة لدراسة الإجهاد الحراري. لتقدير جزء على الأقل من المجموعة المعقدة من السمات التي تشكل تحمل الحرارة ، لاحظ العديد من الباحثين يدويا الوقت ودرجة الحرارة التي يحدث فيها الانهيار الفسيولوجي ، مما يمثل وقت الضربة القاضية (TKD) و CTmax ، على التوالي. على الرغم من أنها راسخة جدا ، إلا أن طرق الفحص اليدوي هذه تعاني من بعض العيوب. قد يكون من الصعب إنشاء تعريف تشغيلي للانهيار الفسيولوجي وتطبيقه بشكل مناسب على جميع الحالات ، خاصة عندما يكون المراقبون أقل خبرة. على سبيل المثال ، في أي نقطة ينتقل الكائن الحي من التشنجات العضلية إلى الانهيار؟ يمكن أن يكون نمط التشنجات العضلية ونشاط النوبات قبل الانهيار غير متوقع ويمكن أن يعقد الملاحظة الدقيقة2،3 ، مما يهدد الدقة والدقة. وفي الوقت نفسه ، فإن صعوبة الملاحظة تحد أيضا من عدد الكائنات الحية التي يمكن فحصها في وقت واحد ، مما يحد من قابلية التوسع.
نظرا لأن الزيادة في النشاط هي استجابة ثابتة للحرارة و TKD و CTmax هما في النهاية النقطة التي يتوقف عندها النشاط ، فقد سعينا إلى استخدام أجهزة مراقبة نشاط ذبابة الفاكهة (DAM2) من TriKinetics لأتمتة فحوصات تحمل الحرارة. لقد نشرنا مؤخرا طريقة للفحص الآلي ، جنبا إلى جنب مع برنامج سهل الاستخدام ، باستخدام نظام DAM24. تم التحقق من صحة الاختبار من خلال مقارنة مقاييس تحمل الحرارة من حيث TKD بمقايسة TKD الكلاسيكية القائمة على المراقبة اليدوية عبر عدة عوامل. استكشفنا أيضا مكون النشاط الحركي لمقايسات TKD لتوصيف النمط الظاهري للتحمل الحراري المحفز. أطلقنا على الفحص والبرنامج المصاحب HoTDAM! (فحوصات تحمل الحرارة باستخدام نظام مراقبة نشاط ذبابة الفاكهة). نقدم هنا وصفا تفصيليا لطريقة فحص تحمل الحرارة الآلي باستخدام نظام DAM2 و HoTDAM! برمجيات. الاختبار سهل الاستخدام وقابل للتطوير بسهولة للسماح بقياس العديد من الكائنات الحية في وقت واحد.
في هذه المخطوطة ، أجرينا فحوصات TKD على الذباب المتحور الحسي الحراري (مستقبلات عابرة محتملة ankyrin 1 ؛ TRPA1) وضوابطها الجينية (أبيض1118 ؛ ث1118). تم اختيار هذه الكائنات الحية للتأكيد على أهمية النشاط المتزايد المميز الذي شوهد أثناء الإجهاد الحراري للمقايس. وهي أن كائنات TRPA1 لا تظهر سلوك الهروب هذا، مما يوضح العلاقة الجوهرية بين الاستجابات السلوكية المحفوظة وتقديرات تحمل الحرارة، مثل المعارف التقليدية التقليدية. أجرينا الفحص لكل من الإناث والذكور ، جنبا إلى جنب مع تنفيذ معالجة مسبقة للتصلب الحراري. النتائج التمثيلية المعروضة هنا هي بيانات من فحوصات جديدة تماما من تلك المستخدمة في فحوصات التحقق الأصلية المنشورة سابقا.
1. تربية الذباب
2. المعالجة المسبقة
3. إعداد نظام DAM2
4. فحص تحمل الحرارة
5. تنظيم البيانات وتحليلها
ملاحظة: راجع الفيديو التكميلي S1 للحصول على إرشادات حول كيفية تنزيل التطبيق القابل للتنفيذ من GitHub ، بالإضافة إلى الوظائف الأساسية للبرنامج.
6. الإحصاء
ملاحظة: يمكن استخدام العديد من الاختبارات المختلفة لتحليل بيانات TKD، اعتمادا على تفاصيل الإعداد التجريبي.
أجريت تحليلات مخزونات TRPA1 و w1118 بشكل منفصل. يمكن العثور على أوقات TKD المئوية وغيرها من الأوصاف في الجدول 1.
النسبالمئوية أ | ||||||||
جنس | ا... |
طريقة فحص تحمل الحرارة التي نصفها هنا متعددة الاستخدامات وقابلة للتطوير. لقد نشرنا سابقا دراسة التحقق حيث قارنا HoTDAM! إلى اختبار TKD الكلاسيكي القائم على الملاحظة ووجد أن الاختبار الآلي يعطي نفس الاتجاه العام عبر عدة عوامل4 (الشكل 3). بمعنى آخر ?...
ويعلن أصحاب البلاغ أنه ليس لديهم تضارب في المصالح.
تم دعم المشروع الموصوف من خلال منح جائزة التطوير المؤسسي (IDeA) من المعهد الوطني للعلوم الطبية العامة التابع للمعاهد الوطنية للصحة (5P20GM103427 و 1U54GM115458). برنامج زملاء الباحثين الجامعيين في جامعة الأمم المتحدة وبرنامج الأبحاث الصيفي لطلاب الطب بجامعة UNMC.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
14 mL polystyrene test tubes | Falcon | 352057 | |
30 gallon fish tank | Wal-mart | ||
8 oz bottles | Genesee | 32-129F | |
Constant Climate Chamber | Memmert | HPP750eco | |
cornmeal | Lab Scientific | FLY801010 | |
DAM2 Drosophila Activity Monitor | TriKinetics | DAM2 | (DAMSystem3 Data Sheet) https://www.trikinetics.com/Downloads/DAMSystem%20Price%20List%202024.7.pdf |
DAMSystem data acquisition software | TriKinetics | free download | |
Drosophila agar | Lab Scientific | FLY80201 | |
ethanol | Fisher Scientific | BP82011 | |
Ether | Fisher Scientific | E134-4 | |
FileScan software | TriKinetics | for scanning for text errors, binning data, and output | |
FlyStuff Flugs for bottles | Genesee | 49-100 | |
FlyStuff Flugs for vials | Genesee | 49-102 | |
FlyStuff vials | Genesee | 32-113RL | |
HoTDAM software | Github or Trikinetics | https://github.com/MatthewR47/HoTDAM | |
Immersion circulating heater | PolyScience | MX-CA11B | |
molasses | Lab Scientific | FLY80084 | |
propionic acid | Fisher Scientific | A258-500 | |
Pyrex Glass tubes 5 x 65 mm for DAM2 | TriKinetics | PGT 5x65 | https://www.trikinetics.com/Downloads/DAMSystem%20Price%20List%202024.7.pdf |
small paint brush | Wal-mart | ||
SPSS Statistics | IBM | ||
tegosept | Lab Scientific | FLY55015 | |
torula yeast | MP Biomedicals | 290308505 | |
TRPA1 mutant stock | Bloomington Stock center | 26504 | w[1118]; TI{w[+mW.hs]=TI}TrpA1[1] |
w1118 stock | Bloomington Stock center | 3605 |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved