Name: measuring and altering mating drive in male drosophila melanogaster
Uploaded: 2017-02-15T14:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 2 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Measuring and Altering Mating Drive in Male Drosophila melanogaster at JoVE.com

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.

Hinweis: Dieses Protokoll beschreibt die Herstellung (§§ 1 - 3), Durchführung (Abschnitt 4) und Analyse (Abschnitt 4) von 2-D-Sättigung-Assays. Dann dopaminerge Stimulation als Beispiel, Abschnitt 5 zeigt, wie thermogene Stimulation zu kombinieren mit 2-D-Sättigungsassays hypersexuality zu induzieren. Abschnitt 6 beschreibt drei Möglichkeiten, um die Ergebnisse der 2-D-Sättigungstests zu verifizieren. Schließlich Abschnitt 7 zeigt, wie die Erholung der Paarung Antrieb in männlichen Fliegen zu messen. 1. Die Herstellung von 8- und 32-Kammer Behavioral Arenas HINWEIS: Jede Verhaltens Arena besteht aus mehreren Schichten aus lasergeschnittenen Kunststoffplatten zusammengehalten durch Sechskantschrauben und Flügelmuttern an jeder der vier Ecken (1A). <ol><li> Fabrizieren die Schichten der Arena. Fabrizieren jede Schicht eine Laserschneider Blätter aus Acrylkunststoff in die entsprechende Form zu schneiden (siehe 1B, 1C für Produkte). HINWEIS: Viele Forschungs Institutions Laserschneider in ihren Maschinenhallen oder Hersteller Plätze. Wenn das Organ den Zugang zu einem Laserschneider hat, fahren Sie mit den folgenden Schritten. Wenn nicht, folgen Sie den Anweisungen in Schritt 1.2 statt. <ol><li> Für jede Schicht, öffnen Sie das Design-Muster in der Software des Laser-Cutter. HINWEIS: Die Entwürfe können in entsprechend benannten PDF - Dateien (zB 8-Kammer - Arena - Schicht 2 - Doors.pdf) zu finden in ergänzendes Material 1. Diese Datei enthält auch Anmerkungen für die Art von Kunststoff (zB verwendet werden, 1 / 8 Zoll (dh 3,175 mm) klar Acryl). Die genaue Dicke jeder Schicht ist nicht kritisch. Die Hauptanforderung ist 0,12 Zoll (3 mm) oder mehr freier vertikalen Raum in den Kammern zu ermöglichen. </li><li> Passen Sie die Lasereinstellungen (Power, Fokus, etc.) für die Art und Dicke der Kunststoff verwendet werden. Legen Kunststoff in der Laser-Cutter Bett und führen Sie den Laser-Cutter. HINWEIS: Diese Einstellungen weitgehend auf der Basis der Laser cutte variierenr Modell und die Stärke seines Lasers. Finden Sie die entsprechenden Einstellungen auf Basis von Erfahrungen aus der Vergangenheit oder indem Testschnitte auf Schrott Kunststoff. Die tiefen hexagonal Gravuren sind in das Design einbezogen werden die Sechskantschraubenköpfe zu versenken. Diese Funktion ermöglicht eine einhändige Anziehen der Flügelmuttern und ermöglicht die Arenen flach auf der Bank zum Ausruhen (ohne Schraubenköpfe vorsteht). Dennoch tiefe Gravuren machen, ist oft schwer zu erreichen, und zeitaufwendig, mit einem Laserschneider. Dieser Schritt ist optional und kann ohne Auswirkung auf die Verhaltensergebnisse übersprungen werden. </li><li> Wenn die Türrahmen Schneiden (Layer 2, Abbildung 1A), ferner geeignete Lasereinstellungen zur Gravur der Kammernummern in das Design einbezogen werden (wie in 1B, 1C). </li></ol></li><li> Legen Sie eine Bestellung mit einem Online-Laserschneiden fabricator. Laden Sie alle PDF - Design - Dateien für die 8- und / oder 32-Kammer - Arena , und geben Sie den Materialtyp (zB 1/8 Zoll (dh 3,175 mm) clear Acryl), basierend auf den Anmerkungen in den Dateien. Die Ergebnisse werden angezeigt , wie in den 1B (8-Kammer - Arena) und 1C (32-Kammer - Arena). </li><li> Montieren Sie Arenen mit vier Sechskantschrauben und vier Flügelmuttern ausrichten und halten zusammen , um die Kunststoffschichten (1A). Die Arenen erscheint , wie in Abbildung 1D, 1E (8-Kammer) und 1F, 1G (32-Kammer). HINWEIS: Die Nahrungsmittelwand (Schicht 4 in Figur 1A) nur dann für 2-D Sättigungsassays verwendet und in 32-Kammer - Arenen weggelassen, die in der Balz - Assays verwendet werden. </li></ol> 2. Nahrungszubereitung für 2-D Satiety Assay Hinweis: Da ein 2-D-Sättigungstest 4,5 h reicht, fliegen Essen in der Arena verwendet wird Nahrung und Wasser zu versorgen. Dieses Protokoll verwendet, ist aber nicht beschränkt auf, die herkömmliche Maismehl-Agar Nahrungs fliegen. <ol><li> Teilweise montieren Sie die 2-D-Sättigungs Arena (8-Kammer) mit Schichten 3 bis 6und ziehen Sie es mit Flügelmuttern und Sechskantschrauben (Abbildung 1A für Schicht Zuweisungen sehen). </li><li> Legen Sie frische fliegen Lebensmittel in einen sauberen, mikrowellengeeignet Flasche. Fügen Sie gerade genug Wasser , um die Unterseite der Flasche (2A) zu decken. </li><li> Essen aus der Mikrowelle auf hoch für 30 - 45 s. Überprüfen Sie den Fortschritt und rühren alle 15 s , bis sie geschmolzen (2B). VORSICHT! Fly Essen leicht überkocht. </li><li> Verwenden Sie ein abgestumpft 1000-ul Pipettenspitze (2C) zu langsam übertragen ~ 1 ml geschmolzen Lebensmittel in jede Kammer (2D). </li><li> Lassen Sie Lebensmittel bei 4 ° C für ~ 10 min (Abbildung 2E) wieder zu verfestigen , bevor vollständig in die Arena (2F) zusammenbauen. </li><li> Verwenden Sie den ausgefüllten Arena für Experimente (siehe Abschnitt 4) oder bei 4 ° C. </li><li> Lagern Sie das übrig gebliebene Essen bei 4 ° C und Wiederverwendung. </li></ol> 3. Vorbereitung Virgin Frauen für Verhaltenstests HINWEIS: 2-D Sättigungs Assays verwenden eine große Anzahl von jungfräulichen weiblichen Fliegen (~ 120-160 für eine vollständige Verhaltens Arena), die schwierig mit Standardmethoden zu sammeln. Dieser Abschnitt beschreibt einen alternativen Ansatz mit dem hs-hid Transgen auf dem Y - Chromosom 28, die erfolgreich 25, 29 bei der Balz - Assays verwendet wurde. Die Lager verwendet weiß-eyed jungfräulichen Weibchen zu erzeugen, hat den Genotyp w1118 (X) / hs-hid (Y); + / +; + / + (Bloomington Artikelnummer 24638). <ol><li> Flip fliegt in eine neue Flasche einmal 20-50% der Puppen haben geschlüpften (siehe 3A zum Beispiel) , und es gibt genug Männer (5-10) , um die Lager zu propagieren. </li><li> Hitzeschock die ursprüngliche Flasche in einem 37 ° C heißen Wasserbad 1 h ausreichend aktivieren hs-hid Männer zu töten (3B). Nach dem Hitzeschock, wird nur Frauen aus diesen Flaschen schlüpfen und so jungfräulich bleiben, bis dieAssays. HINWEIS: Stellen Sie sicher , dass alle Seiten der Flasche gleichmäßig erwärmt (siehe 3A für Wasserlinie). Verlängern Sie diese Zeit für bis zu 2 h, wenn 1 h nicht ausreicht, um alle Männer einschläfern. </li><li> Isolieren gesammelter Weibchen für mindestens 3 d vor Experimenten zu gewährleisten , dass sie alt genug sind , um sexuell empfänglich 25, 29 zu sein. HINWEIS: Y-Chromosom-weniger Männchen gelegentlich aus diesem Lager entstehen. Diese Männer haben weiße Augen und sind unabhängig von den Hitzeschock, weil sie nicht das hs-hid Transgen enthalten. Sie können nicht Spermien produzieren und daher nicht Empfänglichkeit bei Frauen verringern kann 30, 31. </li></ol> 4. Performing und Scoring 2-D Satiety Assays HINWEIS: Es ist wichtig, das Alter des Mannes zu steuern, fliegt als Gegen Antrieb ändert sich mit dem Alter. Dieses Protokoll verwendet Männer , die 3 - 4 d alt 25 </sup&gt;. <ol><li> Stellen Sie den Inkubator auf die gewünschte Temperatur (zB 23 ° C für Standard-, RT Experimente) und Luftfeuchtigkeit (&gt; 30%). Für Inkubatoren ohne Feuchtigkeitskontrolle, eine Tasse Wasser in den Inkubator verlassen, ist ausreichend. </li><li> Legen Sie eine 2-D-Sättigungstest Arena im Inkubator für ~ 30 min, um die Temperatur zu äquilibrieren und zur Vermeidung von Kondensation in den Kammern im Verlauf des Experiments. Die Drehtüren sollten in der offenen Position sein. </li><li> Verwenden Sie 32 eine Fliege Aspirator 15 abzusaugen - 20 jungfräulichen Weibchen in jede Kammer der Arena (Abbildung 4). Hinweis: Es ist wichtig, dass die Weibchen und Männchen sind am selben Tag wie dem Assay nicht anästhesiert. Nach unserer Erfahrung kann die weibliche Empfänglichkeit und männliche Paarungsverhalten dabei auswirken. </li><li> Absaugen 1 Männchen in jede Kammer. </li><li> Legen Sie die geladenen Arena im Inkubator unter einem Standard - Consumer - Camcorder (Abbildung 5) und Film für 4,5 h. </li><li> Ergebnis Videos mit der Feststellung , wenn jeder männliche fliegen beginnt und endet jeder Paarung (dh Kopulation). Dieser Schritt kann auf den ersten zeitraubend sein. Mit etwas Übung kann man die Videos bei 5x Geschwindigkeit oder höhere Punktzahl. HINWEIS: Da fliegt für ~ 20 min bei ~ 23 ° C (kürzere Dauer bei höheren Temperaturen) paaren 29, kann man die ersten 15 Minuten von jeder Paarung überfliegen. </li><li> Nach der Anmeldung alle Paarungszeiten, die Anzahl der Paarungen für jede Fliege Summe (siehe repräsentative Ergebnisse). </li><li> Verwenden Sie den bereitgestellten Code ein Ethogramm zu erzeugen. Siehe Supplemental Material 2 für den Code, Anweisungen und Beispieldaten. </li><li> Verwenden Sie CO 2 oder kalten Temperaturen , um die Fliegen zu betäuben , bevor sie zu entfernen. </li></ol> 5. Mit thermogene Manipulation Satiety Reverse in 2-D Satiety Assays Hinweis: Dieses Protokoll prüft, ob thermogene Stimulation einer definierten neuronalen Population Sättigung zu überwinden. Die experimentelle flies der wärmeempfindlichen Kationenkanal TRPA1 in definierten Populationen von Neuronen (UAS-TRPA1) auszudrücken. Die Schritte gelten unten auf die Stimulation von dopaminergen Neuronen (TH-Gal4), die Aufnahme der Antriebs 25 zu fördern gezeigt wurden. Diese Schritte können in Verbindung mit anderen neuronalen Treiber verwendet werden, um andere Populationen zu entdecken, die Aufnahme der Antriebs fördern. <ol><li> Um thermogenePaarungsVerhalten in satiated Fliegen induzieren, um die Temperatur im Inkubator erhöhen ( zum Beispiel von 23 ° C bis 28,5 ° C) nach einer vollständigen 4,5 h 2-D Sättigungs Experiment abgeschlossen. </li><li> Nachdem der Inkubator die gewünschte Temperatur erreicht, Wärme Stimulation fortzusetzen und die Paarungen Score (dh. Paarungen) der Männchen für 1 h (Repräsentative Ergebnisse sehen). HINWEIS: Die Temperatur und die Dauer der Stimulation auf dem Genotyp variieren kann, so ist es notwendig, die optimalen Bedingungen zu beheben, die Reizüberflutung von Neuronen zu verhindern, während immer noch eine robu Herstellungst Phänotyp. </li></ol> 6. Mit Umwerbung und Locomotion Satiety zu überprüfen: HINWEIS: In diesem Abschnitt werden drei optionale Methoden, die verwendet werden können, um die Ergebnisse von 2-D-Sättigung Assays zu überprüfen. Sie sind nicht für jeden Test erforderlich. <ol><li> Verwenden Sie Balz Assays Sättigung zu überprüfen. <ol><li> Absaugen eine männliche und eine weibliche Jungfrau in jede der 32 Kammern in einer Balz-Arena. </li><li> Film die Fliegen für ~ 20 min einen Standard Consumer-Camcorder verwenden. </li><li> Ergebnis der Balz - Index (CI) zu quantifizieren Balz 25; dies ist der Bruchteil der Zeit Balzverhalten verbrachte Durchführung (Singen, folgende usw.) und Paarung (dh Kopulation) über 5 min Fenster. Dieses Fenster geht von der ersten Instanz von Balzverhalten. Wenn ein Mann nicht fliegen Balz in den ersten 15 Minuten beginnen, seine CI ist 0. Naïve WT fliegt ein CI größer als 0,9 zeigen sollte, während ein voll gestillt Fliege ein CI b haben sollteelow 0,2. Andere Balz Maßnahmen können auch 23 in Betracht gezogen werden, 33. </li></ol></li><li> Scoring Balz in 2-D Sättigungsassays <ol><li> Score die Menge an Zeit , die eine männliche fly aufwendet, über einen Zeitraum von einer 2-D Sättigungs Assay courting (beispielsweise der ersten h). Balz wird als männlich definiert jeden Schritt des Rituals Durchführung (Gesang, folgende, etc.). Anders als in Abschnitt 6.1.3, ist dieser Schritt nicht Zeit das männliche Paarungs verbringt umfassen. </li><li> Teilen Sie die Balz Zeit oben durch die Gesamtzeit der Männchen war nicht Paarung (dh nicht kopulierenden) im gleichen Zeitraum. Wenn zum Beispiel ein männlicher Plätze für 15 min und 20 min für mates über der ersten h fliegen, ist das Verhältnis 15 min / (60 min - 20 min) = 0,375. Das Verhältnis wird als &quot;Fraktion der nonmating Zeit in der Balz&quot; gezeigt in Repräsentative Ergebnisse. </li></ol></li><li> Mit Fortbewegung Assay Erschöpfung zu bewerten <ol><li> zusammenbauen teilweise die 32-Kammer-Arena mit allen Teilen, aber die Kontrastfolie. </li><li> Absaugen eine männliche Fliege (keine weibliche Fliegen) in jede der 32 Kammern in einer Balz-Arena. </li><li> Film die Fliegen für ~ 10 min einen Standard Consumer-Camcorder verwenden. </li><li> Verfolgen Sie die Fliegen mit dem MTrack2 Plugin in ImageJ (http://valelab.ucsf.edu/~nstuurman/ijplugins/MTrack2.html). </li></ol></li></ol> 7. Nach der Paarung Laufwerk Wiederherstellen von 2-D Satiety Assay <ol><li> Führen Sie eine 2-D-Sättigung Test, wie in Abschnitt 4 beschrieben, aber aspirieren das Männchen fliegt am Ende des Tests aus. </li><li> Isolierung der männlichen Fliegen bei 23 ° C für die gewünschte Anzahl von Tagen. </li><li> Führen Sie eine 2-D - Sättigungstest mit den gewonnenen Männern und sammle ihre Paarungen (dh Paarungen) für nur 1 h (siehe Repräsentative Ergebnisse). </li></ol>

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B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Single+Sensillum+Recordings+in+the+Insects+Drosophila+melanogaster+and+Anopheles+gambiae.">Single Sensillum Recordings in the Insects Drosophila melanogaster and Anopheles gambiae.</a> Journal of Visualized Experiments. 36 (36), 1-5 (2010).</li><li>Cook, R., Cook, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Attractiveness+to+males+of+female+Drosophila+melanogaster:+effects+of+mating,+age+and+diet.">The Attractiveness to males of female Drosophila melanogaster: effects of mating, age and diet.</a> Animal behaviour. 23, 521-526 (1975).</li><li>Toates, F. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Motivational Systems (Problems in the Behavioural Sciences). , (1986).</li><li>Hall, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+mating+of+a+fly.">The mating of a fly.</a> Science. 264 (5166), 1702-1714 (1994).</li><li>Simpson, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mapping+and+manipulating+neural+circuits+in+the+fly+brain.">Mapping and manipulating neural circuits in the fly brain.</a> Advances in genetics. 65 (9), 79-143 (2009).</li><li>Venken, K. J. T., Simpson, J. H., Bellen, H. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genetic+Manipulation+of+Genes+and+Cells+in+the+Nervous+System+of+the+Fruit.">Genetic Manipulation of Genes and Cells in the Nervous System of the Fruit.</a> Neuron. 72 (2), 202-230 (2011).</li><li>Klapoetke, N. C., Murata, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Independent+optical+excitation+of+distinct+neural+populations.">Independent optical excitation of distinct neural populations.</a> Nature methods. 11 (3), 338-346 (2014).</li><li>Bellen, H. J., Levis, R. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+BDGP+gene+disruption+project:+single+transposon+insertions+associated+with+40%+of+Drosophila+genes.">The BDGP gene disruption project: single transposon insertions associated with 40% of Drosophila genes.</a> Genetics. 167 (2), 761-781 (2004).</li><li>Spradling, A. C., Stern, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Berkeley+Drosophila+Genome+Project+gene+disruption+project:+Single+P-element+insertions+mutating+25%+of+vital+Drosophila+genes.">The Berkeley Drosophila Genome Project gene disruption project: Single P-element insertions mutating 25% of vital Drosophila genes.</a> Genetics. 153 (1), 135-177 (1999).</li><li>Parks, A. L., Cook, K. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Systematic+generation+of+high-resolution+deletion+coverage+of+the+Drosophila+melanogaster+genome.">Systematic generation of high-resolution deletion coverage of the Drosophila melanogaster genome.</a> Nature genetics. 36 (3), 288-292 (2004).</li><li>Matthews, K. A., Kaufman, T. C., Gelbart, W. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Research+resources+for+Drosophila:+the+expanding+universe.">Research resources for Drosophila: the expanding universe.</a> Nature reviews. Genetics. 6 (3), 179-193 (2005).</li><li>Ni, J. Q., Liu, L. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Drosophila+resource+of+transgenic+RNAi+lines+for+neurogenetics.">A Drosophila resource of transgenic RNAi lines for neurogenetics.</a> Genetics. 182 (4), 1089-1100 (2009).</li><li>Ni, J. Q., Zhou, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+genome-scale+shRNA+resource+for+transgenic+RNAi+in+Drosophila.">A genome-scale shRNA resource for transgenic RNAi in Drosophila.</a> Nature. 8 (5), 405-407 (2011).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

Motivation Zustände können gesättigt, aufrechterhalten werden und erholte 34. Wir stellen eine 2-D Sättigungs Assay, schnell und robust all dieser Aspekte der Paarung Antrieb im fly misst. Dieser Assay eröffnet die Möglichkeit, fortgeschrittene fly genetische Manipulationen der Verwendung der molekularen und Schaltungskomponenten eines motivierten Verhalten zu untersuchen. Der Sättigungs Assay beruht auf der Fähigkeit des männlichen erfolgreich vor Gericht un...

Die Arbeit in Drosophila hat tief und Pionier Einblick in viele biologische Phänomene zur Verfügung gestellt, einschließlich der Art des Gens 1, Prinzipien der Embryonalentwicklung 2, zirkadianen Rhythmen 3 und die Entwicklung und die Verdrahtung des Nervensystems 4, 5, 6. Motivation bleibt weit weniger gut als diese Phänomene zu verstehen, vielleicht wegen der Einschränkungen auf den Systemen, die bisher untersucht wurden. Motivation in der Fliege wird im Rahmen des Hungers in erster Linie untersucht, die durch viele Herausforderungen mit sich bringt, um ihre verschwindend klein Nahrungsaufnahme pro Fütterung Kampf und Exoskelett, die deutliche Zeichen für eine Fettablagerung ausschließt. Folglich besteht ein Bedarf, die Systemen zu erweitern Motivation in the fly zu studieren. Wir beschreiben eine Verhaltens Rahmen für die Untersuchung von zusammenpassenden Antriebs inDrosophila. Dieses System nutzt die neurogenetischer Werkzeuge im fly sowie die Zugänglichkeit 7, 8, 9, 10, 11, 12 und der putative Connectome seiner geschlechtsdimorphischen Schaltung 8, 13. Darüber hinaus viel von der angeborenen 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21 und erlernten 22, 23, 24 sensomotorischen Schaltung Steuerung Balz wurde im Detail ausgearbeitet, eine seltene Gelegenheit,zu finden, trifft die genaue Schaltungsknoten, auf die Motivation. Vor kurzem berichteten wir , dass in der Fliege, wie beim Menschen, Dopaminspiegel 25 bis Paarung Antrieb von zentraler Bedeutung sind, 26, 27. Wir haben genetische Zugang zu den relevanten Dopamin produzierenden gewonnen und Empfangen von Neuronen in der Fliege, die Erleichterung detaillierte Molekular- und Circuit-Level - Analysen dieser konservierten Phänomen der Assays nutzen wir hier 25 beschreiben. Wir fügen den Verhaltenstests in Zhang et al. 25 eine neue Wohnung Verhaltens Arena , die Video - Scoring ermöglicht, die wir eine 2-dimensionale (2-D) Sättigungs Test, eine wichtige Verbesserung gegenüber früheren Methoden aufrufen. Folglich ist der neue Test skalierbarer und quantifizierbar, und daher besser geeignet für die genetische Screens von Genen und in der Motivation beteiligten Neuronen. Wir verwenden diese neuen Tests, zusammen mit der Balz-Assays und neurogetische Manipulationen, zu zeigen, wie Paarung Antrieb in der Fliege zu messen und zu verändern.

<table><tbody><tr><td>1/16 inch clear acrylic</td><td>McMaster-Carr</td><td>8589K12</td><td>Used to make arenas; see Supplemental Material 1 for designs.</td></tr><tr><td>1/8 inch clear acrylic</td><td>McMaster-Carr</td><td>8589K42</td><td>Used to make arenas; see Supplemental Material 1 for designs.</td></tr><tr><td>3/16 inch clear acrylic</td><td>McMaster-Carr</td><td>8560K219</td><td>Used to make arenas; see Supplemental Material 1 for designs.</td></tr><tr><td>1/32 inch black delrin</td><td>McMaster-Carr</td><td>8575K132</td><td>Used to make arenas; see Supplemental Material 1 for designs.</td></tr><tr><td>Hex screws, 1 inch long (50x)</td><td>McMaster-Carr</td><td>92314A115&amp;nbsp;</td><td>Used to make arenas. Can be replaced by 3/4 inch screws (92314A113, McMaster-Carr) for 32-chamber arenas.</td></tr><tr><td>Thumb nuts (25x)</td><td>McMaster-Carr</td><td>92741A100</td><td>Used to make arenas. Can be replaced by regular hex nuts (90480A005, McMaster-Carr).</td></tr><tr><td>Camcorder</td><td>Canon</td><td>Vixia HF R700</td><td>Can be replaced by any consumer comcorder.</td></tr></tbody></table>

measuring and altering mating drive in male drosophila melanogaster

Trotz jahrzehntelanger Forschung, bleiben die neuronalen und molekularen Grundlagen der motivierenden Staaten mysteriös. Wir haben vor kurzem eine neue, reduktionistische und skalierbares System für eingehende Untersuchung der Motivation zur Aufnahme der Antriebs der männlichen Drosophila melanogaster (Drosophila) verwenden, werden die Methoden , für die hier Detail , das wir. Das Verhaltensparadigma Zentren auf der Erkenntnis, dass männliche Gegenplatte neben Fruchtbarkeit im Laufe von wiederholten Paarungen ab und erholt sich über ~ 3 d. In diesem System konvergieren die mächtigen neurogenetische Werkzeuge zur Verfügung, in der Fliege mit dem genetischen Zugänglichkeit und vermeintlichen für das Sexualverhalten zur Verfügung Schaltplan. Diese Konvergenz ermöglicht eine schnelle Isolierung und Befragung von kleinen neuronalen Populationen mit spezifischen Motivations Funktionen. Hier stellen wir ausführlich die Planung und Ausführung des Sättigungs Assay, der verwendet wird, zu messen und Balz Motivation in der männlichen Fliege verändern. Mit dieserTest zeigen wir auch, dass niedrige männliche Paarungs Antrieb durch die Stimulierung dopaminergen Neuronen überwunden werden können. Der Sättigungs Test ist einfach, kostengünstig und robust gegenüber Einflüssen von genetischen Hintergrund. Wir erwarten, dass das Sättigungs Test viele neue Einblicke in die Neurobiologie der Motivationszustände zu erzeugen.

Zur Charakterisierung Drosophila Gegen - Antrieb, 3 Tage alten, WT Canton-S Männer wurden in einem 2-D - Sättigungstest getestet. Im Laufe des Tests (4,5 h), Männchen im Durchschnitt 4,8 ± 0,3 paaren (Mittelwert ± Standardabweichung vom Mittelwert, SEM) Zeiten. Paarungen initiieren meist in den ersten 2 h (78%) (6A, 6B) und weniger häufig , wie der Test fortschreitet (6A, 6B). Dieser Rückgang ist auf den Mangel an passenden Partner nicht ...

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Measuring and Altering Mating Drive in Male Drosophila melanogaster

Dieser Artikel beschreibt einen Verhaltenstest , die männliche Paarungs Laufwerk verwendet in Drosophila melanogaste r Motivation zu studieren. Mit dieser Methode können die Forscher fortgeschrittene Fliegenneurogenetischen Techniken verwenden, um die genetischen, molekularen aufzudecken und zellulären Mechanismen, die diese Motivation zu Grunde liegen.

Messen und Ändern von Mating Antrieb in Male<em&gt; Drosophila melanogaster</em

Despite decades of investigation, the neuronal and molecular bases of motivational states remain mysterious. We have recently developed a novel, ...

measuring-and-altering-mating-drive-in-male-drosophila-melanogaster

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Measuring and Altering Mating Drive in Male Drosophila melanogaster

11.0K Aufrufe.  Boston Children’s Hospital.  Dieser Artikel beschreibt einen Verhaltenstest , die männliche Paarungs Laufwerk verwendet in Drosophila melanogaste r Motivation zu studieren. Mit dieser Methode können die Forscher fortgeschrittene Fliegenneurogenetischen Techniken verwenden, um die genetischen, molekularen aufzudecken und zellulären Mechanismen, die diese Motivation zu Grunde liegen. 

Serie: Measuring and Altering Mating Drive in Male Drosophila melanogaster

Rearing and Long-Term Maintenance of Eristalis tenax Hoverflies for Research Studies

With an estimated 6000 species worldwide, hoverflies are ecologically important as alternative pollinators to domesticated honeybees. However, they are also a useful scientific model to study motion vision and flight dynamics in a controlled laboratory setting. As the larvae develop in organically polluted water, they are useful models for investigating investment in microbial immunity. While large scale commercial breeding for agriculture already occurs, there are no standardized protocols for maintaining captive populations for scientific studies. This is important as commercial captive breeding programs focusing on mass output during peak pollination periods may fail to provide a population that is consistent, stable and robust throughout the year, as is often needed for other research purposes. Therefore, a method to establish, maintain and refresh a captive research population is required. Here, we describe the utilization of an artificial hibernation cycle, in addition to the nutritional and housing requirements, for long term maintenance of Eristalis tenax. Using these methods, we have significantly increased the health and longevity of captive populations of E. tenax compared to previous reports. We furthermore discuss small scale rearing methods and options for optimizing yields and manipulating population demographics.

Rearing and Long-Term Maintenance of Eristalis tenax Hoverflies for Research Studies

The overall goal of these procedures is to establish, maintain and refresh a captive population of Eristalis tenax in a research setting.

Aufzucht und langfristige Wartung von Schwebfliegen Eristalis Tenax für Forschungsstudien

With an estimated 6000 species worldwide, hoverflies are ecologically important as alternative pollinators to domesticated honeybees. However, they are ...

Forschung

Umwelt

A Method to Test the Effect of Environmental Cues on Mating Behavior in Drosophila melanogaster

An individual's sexual drive is influenced by genotype, experience and environmental conditions. How these factors interact to modulate sexual behaviors remains poorly understood. In Drosophila melanogaster, environmental cues, such as food availability, affect mating activity offering a tractable system to investigate the mechanisms modulating sexual behavior. In D. melanogaster, environmental cues are often sensed via the chemosensory gustatory and olfactory systems. Here, we present a method to test the effect of environmental chemical cues on mating behavior. The assay consists of a small mating arena containing food medium and a mating couple. The mating frequency for each couple is continuously monitored for 24 h. Here we present the applicability of this assay to test environmental compounds from an external source through a pressurized air system as well as manipulation of the environmental components directly in the mating arena. The use of a pressurized air system is especially useful to test the effect of very volatile compounds, while manipulating components directly in the mating arena can be of value to ascertain a compound's presence. This assay can be adapted to answer questions about the influence of genetic and environmental cues on mating behavior and fecundity as well as other male and female reproductive behaviors.

A Method to Test the Effect of Environmental Cues on Mating Behavior in Drosophila melanogaster

We demonstrate an assay to analyze the environmental and genetic cues that influence mating behavior in the fruit fly Drosophila melanogaster.

Eine Methode, um die Wirkung von Umwelteinflüssen auf das Paarungsverhalten zu untersuchen<em&gt; Drosophila melanogaster</em

An individual's sexual drive is influenced by genotype, experience and environmental conditions. How these factors interact to modulate sexual behaviors ...

Verhalten

Methods to Assay Drosophila Behavior

Drosophila melanogaster, the fruit fly, has been used to study molecular mechanisms of a wide range of human diseases such as cancer, cardiovascular disease and various neurological diseases1. We have optimized simple and robust behavioral assays for determining larval locomotion, adult climbing ability (RING assay), and courtship behaviors of Drosophila. These behavioral assays are widely applicable for studying the role of genetic and environmental factors on fly behavior. Larval crawling ability can be reliably used for determining early stage changes in the crawling abilities of Drosophila larvae and also for examining effect of drugs or human disease genes (in transgenic flies) on their locomotion. The larval crawling assay becomes more applicable if expression or abolition of a gene causes lethality in pupal or adult stages, as these flies do not survive to adulthood where they otherwise could be assessed. This basic assay can also be used in conjunction with bright light or stress to examine additional behavioral responses in Drosophila larvae. Courtship behavior has been widely used to investigate genetic basis of sexual behavior, and can also be used to examine activity and coordination, as well as learning and memory. Drosophila courtship behavior involves the exchange of various sensory stimuli including visual, auditory, and chemosensory signals between males and females that lead to a complex series of well characterized motor behaviors culminating in successful copulation. Traditional adult climbing assays (negative geotaxis) are tedious, labor intensive, and time consuming, with significant variation between different trials2-4. The rapid iterative negative geotaxis (RING) assay5 has many advantages over more widely employed protocols, providing a reproducible, sensitive, and high throughput approach to quantify adult locomotor and negative geotaxis behaviors. In the RING assay, several genotypes or drug treatments can be tested simultaneously using large number of animals, with the high-throughput approach making it more amenable for screening experiments.

Methods to Assay Drosophila Behavior

Drosophila melanogaster is a genetically and behaviorally tractable model system that has been used to understand the molecular and cellular basis of many important biological processes for over a century 1. Drosophila has been well exploited to gain insights into the genetic basis of fly behavior.

Methoden zum Test Drosophila Verhalten

Drosophila melanogaster, the fruit fly, has been used to study molecular mechanisms of a wide range of human diseases such as cancer, cardiovascular ...

Neurowissenschaften

Straightforward Assay for Quantification of Social Avoidance in Drosophila melanogaster

Drosophila melanogaster is an emerging model to study different aspects of social interactions. For example, flies avoid areas previously occupied by stressed conspecifics due to an odorant released during stress known as the Drosophila stress odorant (dSO). Through the use of the T-maze apparatus, one can quantify the avoidance of the dSO by responder flies in a very affordable and robust assay. Conditions necessary to obtain a strong performance are presented here. A stressful experience is necessary for the flies to emit dSO, as well as enough emitter flies to cause a robust avoidance response to the presence of dSO. Genetic background, but not their group size, strongly altered the avoidance of the dSO by the responder flies. Canton-S and Elwood display a higher performance in avoiding the dSO than Oregon and Samarkand strains. This behavioral assay will allow identification of mechanisms underlying this social behavior, and the assessment of the influence of genes and environmental conditions on both emission and avoidance of the dSO. Such an assay can be included in batteries of simple diagnostic tests used to identify social deficiencies of mutants or environmental conditions of interest.

Straightforward Assay for Quantification of Social Avoidance in Drosophila melanogaster

Here, we present a protocol to quantify the avoidance of stressed individuals. This paradigm is powerful yet user-friendly and can be used to assess the influence of genes and environment on one kind of social interaction in Drosophila melanogaster.

Einfache Assay zur Quantifizierung von Sozialvermeidung in<em&gt; Drosophila melanogaster</em

Drosophila melanogaster is an emerging model to study different aspects of social interactions. For example, flies avoid areas previously occupied by ...

Dyeing Insects for Behavioral Assays: the Mating Behavior of Anesthetized Drosophila

Mating experiments using Drosophila have contributed greatly to the understanding of sexual selection and behavior. Experiments often require simple, easy and cheap methods to distinguish between individuals in a trial. A standard technique for this is CO2 anaesthesia and then labelling or wing clipping each fly. However, this is invasive and has been shown to affect behavior. Other techniques have used coloration to identify flies. This article presents a simple and non-invasive method for labelling Drosophila that allows them to be individually identified within experiments, using food coloring. This method is used in trials where two males compete to mate with a female. Dyeing allowed quick and easy identification. There was, however, some difference in the strength of the coloration across the three species tested. Data is presented showing the dye has a lower impact on mating behavior than CO2 in Drosophila melanogaster. The impact of CO2 anaesthesia is shown to depend on the species of Drosophila, with D. pseudoobscura and D. subobscura showing no impact, whereas D. melanogaster males had reduced mating success. The dye method presented is applicable to a wide range of experimental designs.

Dyeing Insects for Behavioral Assays: the Mating Behavior of Anesthetized Drosophila

This protocol describes a simple, cost effective way to individually identify Drosophila or other insects. Demonstration data investigating mating success across three species of Drosophila show that this method is comparable or better than the use of CO2 anaesthesia.

Färben Insekten für Verhaltenstests: die Paarungsverhalten von narkotisierten<em&gt; Drosophila</em

Mating experiments using Drosophila have contributed greatly to the understanding of sexual selection and behavior. Experiments often require simple, easy ...

Conditions Affecting Social Space in Drosophila melanogaster

The social space assay described here can be used to quantify social interactions of Drosophila melanogaster &#8212; or other small insects &#8212; in a straightforward manner. As we previously demonstrated 1, in a two-dimensional chamber, we first force the flies to form a tight group, subsequently allowing them to take their preferred distance from each other. After the flies have settled, we measure the distance to the closest neighbor (or social space), processing a static picture with free online software (ImageJ). The analysis of the distance to the closest neighbor allows researchers to determine the effects of genetic and environmental factors on social interaction, while controlling for potential confounding factors. Diverse factors such as climbing ability, time of day, sex, and number of flies, can modify social spacing of flies. We thus propose a series of experimental controls to mitigate these confounding effects. This assay can be used for at least two purposes. First, researchers can determine how their favorite environmental shift (such as isolation, temperature, stress or toxins) will impact social spacing 1,2. Second, researchers can dissect the genetic and neural underpinnings of this basic form of social behavior 1,3. Specifically, we used it as a diagnostic tool to study the role of orthologous genes thought to be involved in social behavior in other organisms, such as candidate genes for autism in humans 4.

Conditions Affecting Social Space in Drosophila melanogaster

The effect of genes and environment on social space of Drosophila melanogaster can be quantified through a powerful but straightforward analytical paradigm. We show here different factors that can affect this social space, and thus need to be taken into consideration when designing experiments in this paradigm.

Bedingungen, die sozialen Raum, in<em&gt; Drosophila melanogaster</em

The social space assay described here can be used to quantify social interactions of Drosophila melanogaster &#8212; or other small insects &#8212; in a ...

A New Approach that Eliminates Handling for Studying Aggression and the "Loser" Effect in Drosophila melanogaster

Aggressive behavior in Drosophila melanogaster is composed of the sequential expression of stereotypical behavioral patterns (for analysis see 1). This complex behavior is influenced by genetic, hormonal and environmental factors. As in many organisms, previous fighting experience influences the fighting strategy of flies and the outcome of later contests: losing a fight increases the probability of losing later contests, revealing &#34;loser&#34; effects that likely involve learning and memory 2-4. The learning and memory that accompanies expression of complex social behaviors like aggression, is sensitive to pre-test handling of animals 5,6. Many experimental procedures are used in different laboratories to study aggression 7-9, however, no routinely used protocol that excludes handling of flies is currently available. Here, we report a new behavioral apparatus that eliminates handling of flies, using instead their innate negative geotactic responses to move animals into or out of fighting chambers. In this protocol, small circular fight arenas containing a food cup are divided into two equal halves by a removable plastic slider prior to introduction of flies. Flies enter chambers from their home isolation vials via sliding chamber doors and geotaxis. Upon removal of plastic sliders, flies are free to interact. After specified time periods, flies are separated again by sliders for subsequent experimentation. All of this is done easily without handling of individual flies. This apparatus offers a novel approach to study aggression and the associated learning and memory, including the formation of &#34;loser&#34; effects in fly fights. In addition, this new general-purpose behavioral apparatus can be employed to study other social behaviors of flies and should, in general, be of interest for investigating experience-related changes in fundamental behavioral processes.

A New Approach that Eliminates Handling for Studying Aggression and the "Loser" Effect in Drosophila melanogaster

During fruit fly fights, the behavioral patterns observed, fight dynamics, and associated learning and memory are influenced by experimental conditions. The protocol presented here describes a novel procedure that entirely eliminates handling of flies during experiments. This improves fight dynamics and allows formation of strong &#34;loser&#34; effects.

Ein neuer Ansatz, die Handhabung für ein Studium Aggression Eliminiert und die &quot;Loser&quot; Effect in<em&gt; Drosophila melanogaster</em

Aggressive behavior in Drosophila melanogaster is composed of the sequential expression of stereotypical behavioral patterns (for analysis see 1). This ...

A Simple Way to Measure Alterations in Reward-seeking Behavior Using Drosophila melanogaster

We describe a protocol for measuring ethanol self-administration in fruit flies (Drosophila melanogaster) as a proxy for changes in reward states. We demonstrate a simple way to tap into the fly reward system, modify experiences related to natural reward, and use voluntary ethanol consumption as a measure for changes in reward states. The approach serves as a relevant tool to study the neurons and genes that play a role in experience-mediated changes of internal state. The protocol is composed of two discrete parts: exposing the flies to rewarding and nonrewarding experiences, and assaying voluntary ethanol consumption as a measure of the motivation to obtain a drug reward. The two parts can be used independently to induce the modulation of experience as an initial step for further downstream assays or as an independent two-choice feeding assay, respectively. The protocol does not require a complicated setup and can therefore be applied in any laboratory with basic fly culture tools.

A Simple Way to Measure Alterations in Reward-seeking Behavior Using Drosophila melanogaster

We describe a protocol for inducing rewarding and nonrewarding experiences in fruit flies (Drosophila melanogaster) using voluntary ethanol consumption as a measure for changes in reward states.

Ein einfacher Weg zu messen Veränderungen in Reward-seeking Verhalten verwenden<em&gt; Drosophila melanogaster</em

We describe a protocol for measuring ethanol self-administration in fruit flies (Drosophila melanogaster) as a proxy for changes in reward states. We ...

Drosophila Courtship Conditioning As a Measure of Learning and Memory

Many insights into the molecular mechanisms underlying learning and memory have been elucidated through the use of simple behavioral assays in model organisms such as the fruit fly, Drosophila melanogaster. Drosophila is useful for understanding the basic neurobiology underlying cognitive deficits resulting from mutations in genes associated with human cognitive disorders, such as intellectual disability (ID) and autism. This work describes a methodology for testing learning and memory using a classic paradigm in Drosophila known as courtship conditioning. Male flies court females using a distinct pattern of easily recognizable behaviors. Premated females are not receptive to mating and will reject the male&#39;s copulation attempts. In response to this rejection, male flies reduce their courtship behavior. This learned reduction in courtship behavior is measured over time, serving as an indicator of learning and memory. The basic numerical output of this assay is the courtship index (CI), which is defined as the percentage of time that a male spends courting during a 10 min interval. The learning index (LI) is the relative reduction of CI in flies that have been exposed to a premated female compared to na&#239;ve flies with no previous social encounters. For the statistical comparison of LIs between genotypes, a randomization test with bootstrapping is used. To illustrate how the assay can be used to address the role of a gene relating to learning and memory, the pan-neuronal knockdown of Dihydroxyacetone phosphate acyltransferase (Dhap-at) was characterized here. The human ortholog of Dhap-at, glyceronephosphate O-acyltransferase (GNPT), is involved in rhizomelic chondrodysplasia punctata type 2, an autosomal-recessive syndrome characterized by severe ID. Using the courtship conditioning assay, it was determined that Dhap-at is required for long-term memory, but not for short-term memory. This result serves as a basis for further investigation of the underlying molecular mechanisms.

Drosophila Courtship Conditioning As a Measure of Learning and Memory

This protocol describes a Drosophila learning and memory assay called courtship conditioning. This classic assay is based on a reduction of male courtship behavior after sexual rejection by a non-receptive premated female. This natural form of behavioral plasticity can be used to test learning, short-term memory, and long-term memory.

Drosophila Courtship Conditioning Als Maß für Lernen und Gedächtnis

Many insights into the molecular mechanisms underlying learning and memory have been elucidated through the use of simple behavioral assays in model ...

Assessing Differences in Sperm Competitive Ability in Drosophila

Competition among conspecific males for fertilizing the ova is one of the mechanisms of sexual selection, i.e. selection that operates on maximizing the number of successful mating events rather than on maximizing survival and viability 1. Sperm competition represents the competition between males after copulating with the same female 2, in which their sperm are coincidental in time and space. This phenomenon has been reported in multiple species of plants and animals 3. For example, wild-caught D. melanogaster females usually contain sperm from 2-3 males 4. The sperm are stored in specialized organs with limited storage capacity, which might lead to the direct competition of the sperm from different males 2,5.
Comparing sperm competitive ability of different males of interest (experimental male types) has been performed through controlled double-mating experiments in the laboratory 6,7. Briefly, a single female is exposed to two different males consecutively, one experimental male and one cross-mating reference male. The same mating scheme is then followed using other experimental male types thus facilitating the indirect comparison of the competitive ability of their sperm through a common reference. The fraction of individuals fathered by the experimental and reference males is identified using markers, which allows one to estimate sperm competitive ability using simple mathematical expressions 7,8. In addition, sperm competitive ability can be estimated in two different scenarios depending on whether the experimental male is second or first to mate (offense and defense assay, respectively) 9, which is assumed to be reflective of different competence attributes.
Here, we describe an approach that helps to interrogate the role of different genetic factors that putatively underlie the phenomenon of sperm competitive ability in D. melanogaster.

Assessing Differences in Sperm Competitive Ability in Drosophila

Differential sperm competitive ability among Drosophila males with distinct genotypes can be ascertained through double-mating experiments. Each of these experiments involves one of the males of interest and a reference male. Readily identifiable markers in the progeny allow inference of the fraction of individuals fathered by each male.

Beurteilung Differenzen in Sperm Wettbewerbsfähigkeit in<em&gt; Drosophila</em

Competition among conspecific males for fertilizing the ova is one of the mechanisms of sexual selection, i.e. selection that operates on maximizing the ...

Messen und Ändern von Mating Antrieb in Male

Zusammenfassung

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Aufzucht und langfristige Wartung von Schwebfliegen Eristalis Tenax für Forschungsstudien

Eine Methode, um die Wirkung von Umwelteinflüssen auf das Paarungsverhalten zu untersuchen

Methoden zum Test Drosophila Verhalten

Einfache Assay zur Quantifizierung von Sozialvermeidung in

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